JT-60Uにおける燃焼模擬実験による燃焼制御研究

Burn control study using burning plasma simulation experiments in JT-60U

竹永 秀信; 久保 博孝; 坂本 宜照; 吉田 麻衣子; 平塚 一 ; 市毛 尚志; 末岡 通治; 川俣 陽一; 三浦 幸俊; 飯尾 俊二*; 下村 浩司*; 坂本 隆一*; 小林 進二*

Takenaga, Hidenobu; Kubo, Hirotaka; Sakamoto, Yoshiteru; Yoshida, Maiko; Hiratsuka, Hajime; Ichige, Hisashi; Sueoka, Michiharu; Kawamata, Yoichi; Miura, Yukitoshi; Iio, Shunji*; Shimomura, Koji*; Sakamoto, Ryuichi*; Kobayashi, Shinji*

JT-60Uにおいて、燃焼プラズマの制御性を明らかにするために、燃焼模擬実験による燃焼制御の研究を行った。DT核融合反応係数の温度依存性を考慮するために、電子密度(n)及びイオン温度(T)の実時間計測値から自己加熱パワーを計算するロジックを開発した。ここでは、自己加熱パワーは、P=n x f(T)で計算される。fはDT核融合反応係数の温度依存性を考慮するための関数である。同ロジックを用いて、NB加熱開始時の密度上昇とガスパフによる密度上昇に対するELMy Hモードプラズマの応答特性を調べた。fTと仮定した場合の依存性はイオン温度10-20keV程度でのDT核融合反応係数に相当し、fTと仮定した場合の依存性はイオン温度40-100keV程度に相当する。前者では、ロジック適用後、密度及びイオン温度の上昇と自己加熱パワーの増加のループにより、入射可能NBユニット数の上限に達した。その後、閉じ込め劣化により温度が減少している。ガスパフを行った場合は、密度は若干上昇したが閉じ込め劣化によりイオン温度が密度の上昇より大きく低下し、自己加熱模擬用NBパワーは減少を始めた。その後、加熱パワーと温度の減少にループが観測された。一方、後者ではNB加熱と密度の相関が弱いために、上記のようなループは観測されない。このように、異なるDT核融合反応係数のイオン温度依存性に対して、異なる応答特性を示すことを明らかにした。

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