Control of divertor heat load by Ar injection with keeping high performance in ELMy H-mode plasmas on JT-60U

JT-60U ELMy Hモードプラズマにおけるアルゴン入射によるダイバータ熱負荷の制御

東島 智; 朝倉 伸幸; 久保 博孝; 三浦 幸俊; 仲野 友英; 木島 滋; 伊丹 潔; 櫻井 真治; 竹永 秀信; 玉井 広史 ; JT-60チーム

Higashijima, Satoru; Asakura, Nobuyuki; Kubo, Hirotaka; Miura, Yukitoshi; Nakano, Tomohide; Konoshima, Shigeru; Itami, Kiyoshi; Sakurai, Shinji; Takenaga, Hidenobu; Tamai, Hiroshi; JT-60 Team

トカマク型核融合炉では、ダイバータ板への熱負荷低減が急務であり、そのためには高放射損失パワーが必要である。しかし大型トカマク装置では、高密度・高放射損失パワーを得るためにガスパフを行うと、リサイクリングの増加とともに閉じ込め性能が劣化する。アルゴン入射は、高密度・高放射損失パワー・高閉じ込めを両立する手段として有望である。JT-60Uでは、アルゴンガスをダイバータ配位のELMy Hモードプラズマに入射し、グリーンワルド密度で規格化した電子密度(nGW) が66%,吸収パワーに対する放射損失パワーの割合(frad) が80%で、閉じ込め改善度HH98(y,2)~1 の高性能プラズマを得た。今回、粒子補給を容易にすることを目的に、外側ストライク点がダイバータドーム上にあるドーム配位のELMy Hモードプラズマへ同じくアルゴンをパフした。その結果、nGW~80%,frad≧80%,HH98(y,2)~1と更に高性能のプラズマを生成できると同時に、ダイバータ板へのELM熱負荷を1/3-1/5に低減できた。講演では、アルゴン入射実験の閉じ込め性能の進展とアルゴン入射やプラズマ配位の効果によるダイバータ板熱負荷低減,放射損失の増大,ELM特性の変化についてまとめる。

Reduction of steady-state heat load in the divertor and transient one by ELMs is a crucial issue for tokamak fusion devices. High radiation loss power is necessary for the heat load reduction, and the conventional gas puffing can increase the density and the radiation loss power, but it degrades the confinement. Core plasma with high confinement should be maintained simultaneously. Impurity seeding is a secure way to enhance the radiation loss power. In JT-60U, heat load is successfully reduced by Ar injection with keeping a high confinement in ELMy H-mode plasmas. In this paper, heat load reduction, radiation enhancement, and change of ELM activity are discussed.