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Advanced real-time feedback control in JT-60U high performance discharges for application to fusion reactor plasmas

JT-60Uの高性能放電における先進実時間制御と核融合炉心プラズマへの応用

福田 武司; 及川 聡洋; 竹治 智; 諫山 明彦; 河野 康則; 閨谷 譲; 長島 章; 西谷 健夫; 木島 滋; 玉井 広史 ; 藤田 隆明; 坂本 宜照; 鎌田 裕; 井手 俊介; 小出 芳彦; 竹永 秀信; 栗原 研一; 坂田 信也; 小関 隆久; 川俣 陽一; 三浦 友史

Fukuda, Takeshi; Oikawa, Toshihiro; Takeji, Satoru; Isayama, Akihiko; Kawano, Yasunori; Neyatani, Yuzuru; Nagashima, Akira; Nishitani, Takeo; Konoshima, Shigeru; Tamai, Hiroshi; Fujita, Takaaki; Sakamoto, Yoshiteru; Kamada, Yutaka; Ide, Shunsuke; Koide, Yoshihiko; Takenaga, Hidenobu; Kurihara, Kenichi; Sakata, Shinya; Ozeki, Takahisa; Kawamata, Yoichi; Miura, Yushi

核融合実験炉で高性能炉心プラズマを定常維持するためには、複数のプラズマ諸量を同時に実時間フィードバック制御する必要がある。本論文ではJT-60におけるプラズマの蓄積エネルギーや密度,温度等の実時間制御を目的とした研究開発の成果をまとめた。電子密度と中性子発生率の制御を用いた負磁気シア放電では、高い閉じ込め性能と規格化$$beta$$値を4.3秒間維持するとともに蓄積エネルギーの変化を動的に制御することによって世界最高の等価エネルギー増倍率を達成した。また、放射冷却ダイバータの生成と高い閉じ込め性能の両立を目指したダイバータの放射損失量と中性子発生率の複合制御実験を行い、応答行列を評価することによって各制御装置の寄与を定量化するとともに単純な組み合わせ制御の問題点を明らかにした。さらに、非制御量の非線形応答に注目して核融合炉心プラズマの制御に必要な先進制御の概念を提案した。

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分野:Nuclear Science & Technology

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