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Plasma density control in a tokamak

トカマク中のプラズマ密度の制御

小方 厚; 田島 輝彦

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トカマク中の水素放電の粒子バランス方程式を、電子数ne、イオン数ni、壁に付着した水素原子数nwを対象に導き、それにもとづいてne、niを設定値に保つための制御法を述べた。粒子閉じ込め時間を$$tau$$p、壁における原子の平均滞留時間を$$tau$$wとすると、ガス注入を初期にパルス的に行うのみでは、$$tau$$w/$$tau$$p≫1であればni、npとも減少するが、$$tau$$w/$$tau$$p≪1であれば、ni、neともほぼ一定値を保つことが出来る。現在のトカマク($$tau$$w/$$tau$$p≫1)でne、niを一定に保つには、ホットライナーとして$$tau$$w/$$tau$$p≪1となるようにするか、あるいは放電維持時間もガス注入を密度測定値にもとづいてフィードバック制御することが必要である。とくに、後者のフィードバック制御においては、制御アルゴリズムに最適制御理論を導入しなければならない。

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