Launcher heat load on high power LHCD experiments in JT-60U

JT-60Uの高出力低域混成波電流駆動実験における結合系への熱負荷

内藤 磨; 池田 佳隆; 関 正美; 井手 俊介; 近藤 貴; 牛草 健吉

Naito, Osamu; Ikeda, Yoshitaka; Seki, Masami; Ide, Shunsuke; Kondoh, Takashi; Ushigusa, Kenkichi

トカマク型定常核融合炉を実現するためには、能動的なプラズマ電流分布の制御手段が不可欠である。低域混成波電流駆動は、現状では最も実績のある電流分布制御方法であるが、これを核融合炉で使用するためには、炉環境での熱負荷に耐えうる結合系の開発が必要である。本研究では、JT-60Uの大出力低域混成波実験において、結合系先端部の熱負荷の測定を行なった。その結果、熱負荷は入射電力、平均電子密度とともに増大し、4MW、210mの時には約0.1MW/mの熱流束があることが分った。これは結合系前面の電子密度の実測値から予想される熱流束の計算値と矛盾しない。このことから将来さらに高い周波数を採用した場合の熱流束も予想でき(8GHzで0.20.6MW/m)結合系の除熱可能性が大きいことが明らかとなった。

Heat loads on a lower hybrid wave launcher as well as on the first wall during high power auxiliary heating and their origin are investigated. It is found that the heat load on the launcher is moderate during injection of lower hybrid wave into a ohmic plasma. However, it is significantly enhanced by the existence of high energy banana-trapped particles and localized near the equatorial plane. In JT-60U, lower hybrid wave can be coupled to the plasma at a launcher-plasma distance of ~ 20 cm without any significant heat load on the launcher grill. Nevertheless, the heat load due to banana-orbit particles may impose a constraint on the position of a launcher.