Characteristics of runaway plasmas in JT-60U

JT-60Uにおける逃走電子プラズマの特性

河野 康則; 仲野 友英; 諫山 明彦; 波多江 仰紀; 木島 滋; 大山 直幸; 近藤 貴; 玉井 広史 ; 久保 博孝; 朝倉 伸幸; 竹永 秀信; 井手 俊介

Kawano, Yasunori; Nakano, Tomohide; Isayama, Akihiko; Hatae, Takaki; Konoshima, Shigeru; Oyama, Naoyuki; Kondoh, Takashi; Tamai, Hiroshi; Kubo, Hirotaka; Asakura, Nobuyuki; Takenaga, Hidenobu; Ide, Shunsuke

トカマクのディスラプション時に発生する逃走電子の緩和を目的として、不純物ペレット入射などの外部アクチュエータを用いた実験を実施した。その結果、不純物ペレット入射による逃走電子排出効果及び逃走電子電流減衰効果を見いだした。また、逃走電子電流の基本的な振る舞いが、逃走電子のアバランシェ過程による発生とシンクロトロン放射の効果を取り入れたAndersson-Helanderモデルに基づく減衰とのバランスで説明できる可能性を示した。他方、電流消滅時間が逃走電子により伸張されることに着目し、逃走電子を用いた電流消滅回避実験を実施した。実験では、発生した逃走電子により、電子温度が数10eV以下まで低下し、また不純物ペレットが入射された状態でも放電を維持できることが示された。このとき、プラズマ電流は指令値通りに継続及び停止を行うことが可能であった。逃走電子のダイナミクスを詳細に調べることを目的として、レーザ逆コンプトン散乱に基づく能動的,直接な診断法を新たに提案した。

In order to mitigate the post-disruption runaway electrons, experiments has been carried out with impurity pellet injection. As a result, we have observed the prompt exhaust of the runaway electrons and the reduction of runaway plasma. We have presented one possible explanation for basic behavior of the runaway plasma current that it follows the balance of the avalanche generation of runaway electrons and their slowing down predicted by the model, including effects by synchrotron radiation. On the other hand, standing on the fact that the current quench time is extended by runaway electrons, the experiment for avoiding the current quench by runaway electrons has been carried out. The runaway electrons reinforced the discharge to survive against the low Te of less than several tens eV and an additional impurity pellet injection, and thus the plasma current was maintained and terminated as programmed. To study the dynamics of runaway electrons precisely, a new active and direct diagnostic concept using the laser inverse Compton scattering has been proposed.