Study of SOL/divertor plasmas in JFT-2M

JFT-2MにおけるSOL/ダイバータの研究

川島 寿人; 仙石 盛夫; 上原 和也; 玉井 広史 ; 荘司 昭朗*; 小川 宏明; 柴田 孝俊; 山本 正弘*; 三浦 幸俊; 草間 義紀; 木村 晴行; 雨宮 宏*; 定本 嘉郎*; 永島 芳彦*

Kawashima, Hisato; Sengoku, Seio; Uehara, Kazuya; Tamai, Hiroshi; Shoji, Teruaki*; Ogawa, Hiroaki; Shibata, Takatoshi; Yamamoto, Masahiro*; Miura, Yukitoshi; Kusama, Yoshinori; Kimura, Haruyuki; Amemiya, Hiroshi*; Sadamoto, Yoshiro*; Nagashima, Yoshihiko*

JFT-2Mトカマクでは、SOL/ダイバータプラズマの物理を理解し、熱・粒子を能動的に制御するための実験研究を進めてきた。1984年のJFT-2M実験開始後10年間は開ダイバータ形状で、ダイバータプラズマの内外非対称性,熱・粒子の輸送,ELM中のSOL電流特性等が明らかとなり物理的理解を進めた。局所排気,境界摂動磁場印加,ダイバータバイアス,周辺加熱などの先進的手法を取り入れ、熱・粒子を能動的に制御できることを実証した。ダイバータでの熱・粒子独立制御性向上を目指し、1995年に熱・粒子束流を考慮しながらダイバータ開口部を狭める閉ダイバータ化を実施した。ダイバータ部から主プラズマ周辺への中性粒子の逆流を抑える遮蔽効果が有効に機能し、主プラズマの高閉じ込め状態を劣化させることなく、ダイバータ板熱負荷を低減するための強力ガスパフが可能となり、n=410m, T=4eVまでの低温高密度ダイバータプラズマを実現することができた。また、高閉じ込めモード中、周辺プラズマにおいて特有の揺動が現れることがわかり、閉じ込めとの関係が示唆された。本論文はこれらの成果のレビューである。

Experimental efforts on JFT-2M have been devoted to understand SOL/Divertor plasmas and to investigate power and particle controllability. Open divertor configuration was used for the first decade of JFT-2M started in 1984. We found out the SOL/Divertor plasma properties such as in/out asymmetry, heat and particle diffusivities, and SOL current at ELMs. Handling of power and particle was demonstrated by active control methods such as local pumping, edge ergodization, divertor biasing, and edge heating. For improvement of power and particle control capability of divertor, it was modified to closed configuration in 1995, which demonstrated the baffling effects with narrower divertor throat. Dense and cold divertor state (n = 410 m and T = 4 eV), compatible with the improved confinement modes (e.g. H-mode), was realized by strong gas puffing. Being related with the core confinement at H-mode, the edge plasma fluctuations were identified by an electrostatic probe. These are reviewed in this paper.