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菊池 満; 鈴木 隆博; 坂本 宜照; 藤田 隆明; 内藤 磨; JT-60チーム
Europhysics Conference Abstracts (CD-ROM), 29C, 4 Pages, 2005/00
トカマクの磁場方向輸送は新古典理論の予測に従っているという結果が1995年頃までに確立された(菊池,安積、PPCFレビュー)が、実験的には、巨視的なパラメータ比較によっていた。その後のプラズマ計測技術の発展により、局所的な電流分布が計測可能となり、電気伝導度や自発電流の局所値を実測できるようになった。本論文では、JT-60で開発した電流分布比較解析手法とそれを用いた電気伝導度,自発電流の比較評価について報告する。
竹永 秀信; 東島 智; 大山 直幸; Bruskin, L. G.; 小出 芳彦; 井手 俊介; 白井 浩; 坂本 宜照; 鈴木 隆博; Hill, K. W.*; et al.
Nuclear Fusion, 43(10), p.1235 - 1245, 2003/10
被引用回数：71 パーセンタイル：88.59(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uの負磁気シア及び高
モードプラズマにおける内部輸送障壁(ITB)での粒子と熱輸送の関係について系統的に調べた。ヘリウムと炭素はITB内側で蓄積しないが、重不純物のアルゴンはITB内側で蓄積することを明らかにした。ヘリウムの拡散係数とイオンの熱拡散係数は、高モードプラズマでは、新古典値より5-10倍程度大きく、異常輸送が支配的である。負磁気シアプラズマでは、ヘリウムの拡散係数はイオンの熱拡散係数とともに、異常拡散が支配的な領域から新古典値程度まで減少する。炭素及びアルゴンの密度分布は、イオンの熱拡散係数が新古典値程度まで減少していても、新古典理論から計算される分布より平坦であり、炭素,アルゴンの拡散係数は新古典値より大きい。高モードプラズマに電子サイクロトロン加熱(ECH)を適用した場合に、密度と中心部の軟X線強度が顕著に減少し、アルゴンが中心領域から吐き出されることを見いだした。このとき、密度のITBはほぼ無くなっており、それにより新古典理論で予測される密度勾配によるアルゴンの内向き速度が減少する。負磁気シアプラズマでは、ECHによる明確な密度及び軟X線強度の減少は観測されなかった。このことは、不純物の蓄積を抑えるためには、密度勾配の制御が重要であることを示している。
竹永 秀信; JT-60チーム
Physics of Plasmas, 8(5), p.2217 - 2223, 2001/05
被引用回数：44 パーセンタイル：76.85(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおける粒子制御に関する研究の中から、連続入射ペレットによる高閉じ込めプラズマの高密度化、不純物輸送、高リサイクリングダイバータでのヘリウム灰排気・不純物低減について報告する。高磁場側入射ペレットを用いて、グリーンワルド密度の70%において、Hファクター~2を達成した(ペレット無しでは、60%が限界)。ペレット入射特性の解析より、E
Bドリフト効果によるペレット粒子の大半径方向への移動に関する理論モデルと実験結果が一致することを示した。数種の不純物に対して輸送係数を評価し、負磁気シアプラズマの内部輸送障壁部の輸送係数は、新古典理論値に近く、高
pプラズマ及びELMy Hモードでの輸送係数は、乱流理論値に近いことを示した。ダイバータを高リサイクリング状態にすることにより、負磁気シアプラズマにおいて効率的なヘリウム灰排気及び不純物の低減を実現した。しかしながら、同時に閉じ込め性能も劣化しており、高リサイクリングと高閉じ込めとの両立が今後の課題である。
藤田 隆明
プラズマ・核融合学会誌, 73(6), p.549 - 560, 1997/06
負磁気シアー配位は、高ベータ、高閉じ込め、高自発電流割合を満足する高性能で経済的な定常トカマク型核融合炉の可能性があると考えられている。負磁気シアー配位は、主に加熱を行いながらプラズマ電流をランプアップする手法により形成された。負磁気シアー配位における輸送障壁の形成(粒子及びエネルギーの閉じ込めの改善)が様々な装置で観測され、粒子の輸送やイオンの熱輸送は新古典理論で定まる値にまで低減している。一方、電子の熱輸送に関しては、JT-60Uなど明瞭な低減が見られる装置とそうでない装置である。輸送障壁形成の機構の一つとしてExBシアーによる微視的不安定性の安定化が有力視されている。高周波を用いた周辺電流駆動による負磁気シアー配位の生成・維持・制御が実証されている。JT-60Uにおける臨界プラズマ条件の達成など優れた核融合性能が負磁気シアー配位により得られている。
藤田 隆明; 井手 俊介; 白井 浩; 菊池 満; 内藤 磨; 小出 芳彦; 竹治 智; 久保 博孝
Physical Review Letters, 78(12), p.2377 - 2380, 1997/03
被引用回数：257 パーセンタイル：98.23(Physics, Multidisciplinary)JT-60Uの負磁気シアー放電において新しい種類の内部輸送障壁が観測された。この内部輸送障壁は電子温度・密度分布に明瞭な急勾配を持ち、電子およびイオンの実効的熱拡散係数の著しい低減を伴う。電子の実効的熱拡散係数は輸送障壁内で急崚に低下し、5cmで20分の1となる。イオンの実効的熱拡散係数は通常の新古典理論に基づく計算値の4分の1以下である。輸送障壁の内側においてイオン温度と電子温度の比は1.5より小さい。輸送障壁は磁気シアーが負の領域に存在し、プラズマ小半径の60%を越えて広がっている。内部輸送障壁の形成により高い閉じ込め性能を有する高密度プラズマが得られた。
朝倉 伸幸; Fonck, R. J.*; Jaehning, K. P.*; Kaye, S. M.*; LeBlanc, B. P.*; Okabayashi, M.*
Nuclear Fusion, 33(8), p.1165 - 1184, 1993/08
被引用回数：36 パーセンタイル：72.99(Physics, Fluids & Plasmas)米国プリンストン大学プラズマ研究所のトカマクPBX-Mで、NBI中でのプラズマ回転とイオン加熱について研究した。PBX-Mは2ユニットづつの垂直、接線入射NBIをもち、イオン加熱だけではなく、入射トルクを同パワーのまま変えることが可能である。イオン温度とトロイダル回転分布は空間10chのCHERS(荷電交換分光)により測定した。加熱効果は垂直、接線入射にかかわらず同程度であるが、角運動量閉じこめは大きな違いが測定された。特にHモード中では、径方向外側のプラズマ回転が増加し垂直入射時は、角運動閉じこめ時間はエネルギー閉じこめ時間の2
3倍に増加する。直接入射時は同程度である。トランスポート解析により、拡散係数分布を評価したが、垂直入射時についてはエネルギーのそれに比べ大きく異なる。プラズマ周辺での電場の影響(変化)と思われる。また、新古典理論からバルクイオンの速度も評価した。
矢木 雅敏; J.P.Wang*; Y.B.Kim*; 安積 正史
Phys. Fluids B, 5(4), p.1179 - 1187, 1993/04
被引用回数：4 パーセンタイル：19.32(Physics, Fluids & Plasmas)磁力線に対し平行方向のイオンの流速、一般化されたスカラーポテンシャル、イオンの圧力、平行方向の熱流速の時間発展を記述する簡約化方程式系を導出した。この方程式系は従来用いられてきたBraginskiiの2流体方程式系を拡張したものであり、バナナ-プラトー衝突領域においても使用できる。これを用いてイオン温度勾配駆動不安定性の解析を行なった。従来のモデルではプラトー領域に入ると不安定性が安定化されてしまったが新しいモデルによると不安定性がプラトー領域でも存在することが見い出された。また新古典粘性効果に関しては、従来用いられてきた表式が不安定性に対しては適切でないことを示し、より厳密な計算から導出された新しい表式に基づいて解析を行なったところ、以前Kimらにより行なわれた結果が正しくないことが見い出された。
三浦 幸俊; 居田 克巳; 伊藤 公孝; 伊藤 早苗*
Annual Report of National Institute for Fusion Science; April 1991 - March 1992, P. 85, 1992/11
JFT-2MのH-モードプラズマにおいて、ポロイダル回転速度を計測し、径電場を求めた。さらにこの径電場の空間構造を解析した。H-モードではセパラトリックスの近く、約1cm以内で、新古典理論から予想される。磁力線方向の粘性が小さくなっている。これはポロイダル回転速度のポロイダルマッハ数が1を超えたためである。一方、L-モードのプラズマでは磁力線方向の粘性が大きく形成されるポロイダル回転ならびに径電場も小さい。粘性の小さい領域をH領域、大きい領域をL領域と考えると、L-モードプラズマでは全領域(空間)にわたってL領域が形成され、Hモードプラズマでは、セパラトリックスにのみH領域、他はL領域が形成されている。
J.P.Wang*; 安積 正史; J.D.Callen*; 谷 啓二
JAERI-M 92-107, 29 Pages, 1992/07
磁気面平均ピッチ角
/
を磁場最小点でのピッチ角
で置き換えるCordeyの手法を用い、ピッチ角散乱固有関数展開法により、バナナ領域での高速イオン・ドリフト運動論方程式を解析的に解いた。更に得られた解を用いて、磁気面平均された、磁力線に平行な粒子流及び熱流に対する粘性係数を評価し、径方向新古典輸送およびブートストラップ電流を与えるモーメント方程式を導いた。この方程式に対して高速イオン摩擦係数を用いる事により、高速イオン成分を含んだ核融合プラズマに対して、モーメント法にもとづく解析が可能となった。高速イオン摩擦係数に対しては、等方速度分布からのゆがみに対する新しい直交関数展開法を開発し、高速イオンと熱化イオン間の摩擦係数を評価した。
阿部 充志*; 永見 正幸; 平山 俊雄; 亀有 昭久*; 狐崎 晶雄; 木島 滋; 嶋田 道也; T.Angel*; F.Blau*; R.Chase*; et al.
JAERI-M 87-038, 25 Pages, 1987/03
中性子入射加熱(最大4.6MW)時のダブレットIIIでの重水素プラズマからの中性子の発生量を調べた。これにより発生量に関する比例則を得、またイオンに関する輸送理論から予測される値との比較を行なった。実験で得られた中性子発生量は、所謂Hモ-ド放電の場合、P
・Ip
・Ne
に比例し、新古典理論に基づく予測と良く一致する。4.6MW加熱時の中性子発生率は1.210
(個/秒)であった。等価核融合出力増倍係数QとしてD(50%)-T(50%)プラズマに換算すると、Q=7.810
に相当し、T(100%)プラズマに換算すると、加熱用高速Dとの反応によりQ=8.610となる。リミタ放電の場合、中性子発生量は少ない。
萬金 修一; 山崎 茂樹*
JAERI-M 85-166, 135 Pages, 1985/11
原子力研究開発に係わる戦略分析及び技術アセスメントのためIこ長期マクロ計量経済モデルを開発した。モデルはシミュレーション型の計量経済モデルで、ケインズ学派、新古典学派の理論を融和させた基本形モデルを中心に持ち、この基本形モデルを新らしい仮説で改修したり、部分的に改良を加える事ができるよう経済統計データ及び処理部、構造方程式推計部、シミュレーション部から構成する汎用型システムとして開発した。現時点の基本モデルは構造方程式係数推計時の検定、モデル構成後の部分テスト、全体テスト、最終テストで極めて良好な結果得た。さらに2030年に至る長期の我が国の経済予測としてシナりオ
、を創出したところ満足すべき結果が得られた。そこでモデルの開発を中心に、モデルの必要性から長期マクロ経済シナリオ創出に至るまでを報告する。なお、汎用型モデルシステム活用の為に、構造方程式の導出を特に詳述した。
永見 正幸; 横溝 英明; 嶋田 道也; 吉田 英俊; 伊尾木 公裕*; 出海 滋*; 新谷 吉郎*; G.Jahns*; D.Baker*; C.Armentrout*; et al.
JAERI-M 9509, 22 Pages, 1981/05
Doublet-IIIにおいて、D形断面と円形断面プラズマの比較を行い以下の結果を得た。電子エネルギ閉じ込め時間はneq
に比例し、イオンのエネルギ閉じ込め時間は新古典理論の2倍までの大きさで証明される。特に、D形断面プラズマは円形断面プラズマに比較し大きなプラズマ電流を流せるため、高電子密度領域では、イオンのエネルギ損失を軽減することによりエネルギ閉じ込め時間は著しく増大する。即ち、Doublet-IIIにおいて、エネルギ閉じ込め時間は、大プラズマ電流、高電子密度、D形断面条件下で最大(75msec)となる。
若谷 誠宏
Nuclear Fusion, 16(1), p.150 - 151, 1976/01
被引用回数：3非円形断面トカマクのプラトー領域における拡散計数の一般的な求め方を与えている。例として楕円断面トカマクを考え、たて長楕円の拡散計数は、安定計数が円断面とそれほど変らない場合には、n=a/bの2乗に逆比例して小さくなる。
岡本 正雄; 天野 恒雄*
JAERI-M 6343, 44 Pages, 1975/12
トカマク・プラズマ中での不純物分布の時間発展を追求するための計算機プログラム・コードを開発した。プログラムは、プラズマの密度、温度、電流の空間分布や時間変化は与えられるものとして、電離や再結合、拡散などの過程できまる不純物分布の時間発展を計算する。不純物の拡散は、バナナ・プラトウ領域における新古典論に従う場合を扱った。このプログラムを使って、JFT-2トカマクでの酸素と炭素の不純物の分光測定の解析を試みた。
