Profile control and plasma start-up by RF waves towards advanced tokamak operation in JT-60U

JT-60Uにおける先進トカマク運転にむけたRF波による分布制御とプラズマ立ち上げ

高瀬 雄一*; JT-60チーム

Takase, Yuichi*; JT-60 Team

電子サイクロトロン(EC)波入射により中心電子温度23keVを達成した。中心EC波電流駆動(ECCD)により空間的に局在したEC駆動電流密度分布が得られ、共鳴電子の拡散係数の上限はである。実験による電流駆動効率は理論で予想される値より小さいが、原因 は大きなEC駆動電流により生じた負の電場と考えられる。強磁場側と弱磁場側のECCD規格化電流駆動効率を比較し、理論的に予想されている捕捉粒子効果を確認した。低域混成波による電流駆動(LHCD)を周辺部で行い、負磁気シアプラズマにおける安全係数最小の半径と内部輸送障壁の半径を広げた。負イオンに基づく中性粒子ビーム電流駆動(N-NBCD)により電流ホールの半径を縮小した。OHソレノイドを用いずに以下の項目からなる総合シナリオを実証した。(1) RF波によるプラズマ生成と垂直磁場・形状制御磁場の誘導を用いた革新的なプラズマ立ち上げ手法,(2) 電磁誘導によらないプラズマ電流上昇,(3) 高密度かつ自発電流が支配的な高閉じ込めプラズマ。本手法により生成したプラズマは内部輸送障壁、周辺輸送障壁をともに有し、MA,において、(),,,を達成した。

A central electron temperature of 23 keV was obtained by EC wave injection. A highly localized current density profile was obtained by central ECCD, indicating an upper limit on the diffusion coefficient for resonant electrons of . The experimentally obtained current drive figure of merit was lower than theoretical prediction, possibly because of the negative loop voltage induced by overdrive. A comparison of HFS and LFS off-axis ECCD confirmed the theoretically expected trapped particle effect on the current drive efficiency. Offaxis LHCD was used to broaden the qmin radius and the ITB foot radius. N-NBCD was used to shrink the current hole radius. An integrated scenario consisting of (1) a novel plasma start-up method using RF plasma production and induction by vertical field and shaping coils, (2) a noninductive ramp-up stage, and (3) a transition to a high-density, bootstrap-dominated, highconfinement plasma, without the use of the OH solenoid, has been demonstrated. The plasma created by this technique had both internal and edge transport barriers, with (), , and at MA and .