Electron cyclotron heating assisted startup in JT-60U

JT-60Uにおける電子サイクロトロン加熱を用いた予備電離によるプラズマ立ち上げ

梶原 健*; 池田 佳隆; 関 正美; 森山 伸一; 及川 聡洋; 藤井 常幸; JT-60チーム

Kajiwara, Ken*; Ikeda, Yoshitaka; Seki, Masami; Moriyama, Shinichi; Oikawa, Toshihiro; Fujii, Tsuneyuki; JT-60 Team

JT-60Uにおいて電子サイクロトロン加熱(ECH)を用いた予備電離によるプラズマ電流立ち上げ実験を行った。プラズマ着火時に最大値をとる周回電圧を200kWのECHにより30Vから4Vまで引き下げることに成功した。この時の電場は0.26V/mであり、ITERで必要とされる0.3V/m以下の条件を満たしている。また、予備電離によるプラズマ立ち上げ特性を調べるために、初期封入ガス圧,共鳴位置,偏波角度,入射位置を変えてその依存性を取得した。これまで小,中型トカマクでの実験からECH予備電離でのプラズマ立ち上げ特性は入射位置及び偏波角度に依存しないと言われていたが、大型トカマクにおいては依存性があることを明らかにした。さらに、2倍,3倍の高調波による予備電離の実験では、2倍高調波では800kWのECHによりプラズマ電流は立ち上がり、3倍の高調波では1.6MWのECHに7MWの中性粒子加熱を加えても立ち上がらないことが判明した。

Electron cyclotron heating (ECH) assisted start-up experiment was performed in JT-60U. The breakdown loop voltage, becoming the maximum value at the plasma start-up, successfully reduced from 30 V to 4 V (E = 0.26 V/m) by 200 kW ECH. This fulfills the value less than 0.3 V/m, which corresponds to the maximum electric field required in ITER. Moreover, in order to investigate properties of start-up plasmas, parameter scans of the ECH power, prefilled gas pressure, resonant position, polarization angle and injection position were carried out and the dependence on them were obtained. It was revealed that the properties have dependences on the injection position and polarization angle in large tokamaks although they seemed to have no dependence on them from the experiments in small and medium tokamaks. In addition, in experiments of the plasma start-up using second and third harmonic ECH, it was found that the plasma current was ramped by 800 kW second harmonic ECH and was not ramped by 1.6 MW third harmonic ECH even with 7 MW neutral beam injection heating.