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Advanced tokamak research on long time scales in JT-60U upgrade

JT-60Uにおける長時間スケールでの先進トカマク研究

藤田 隆明; JT-60チーム

Fujita, Takaaki; JT-60 Team

JT-60Uにおいては、加熱パワーの入射時間を10秒から30秒に伸長し、電流拡散時間を超え、壁飽和時間に近い時間スケールでのプラズマ特性の研究を開始した。負磁気シアプラズマにおいて、高自発電流割合75%を7.4秒間(電流拡散時間の2.7倍)維持した。電流分布及び圧力分布は定常状態に近づきつつあるが、プラズマ内部の周回電圧分布は一様ではなく定常に達するにはなお維持時間を伸長する必要がある。高プラズマ圧力Hモードにおいては、規格化ベータ値2.5を15.5秒間維持し、周回電圧分布が一様となる状態を実現した。後半において壁排気量の低減により周辺密度が上昇するとともに密度,温度分布が平坦に近づき閉じ込めが劣化し、壁排気の変化に伴う密度の制御が重要であることが明らかとなった。高密度放電を繰り返すことにより、壁の粒子吸蔵量が飽和し壁排気がゼロとなる状態をJT-60で初めて得た。スクレイプオフ層プラズマにおける粒子輸送の解析により、主プラズマ周りの第一壁が100秒程度の時定数で飽和していることを明らかにした。リップルを低減するためにフェライト鋼を真空容器内に設置するのに先立ってトロイダル磁場のリップルによる高速イオンの損失がHモードの境界輸送障壁に及ぼす影響を系統的に調べた。その結果から、2005年12月からのリップル低減後の実験では、プラズマ性能の向上が期待できる。

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分野:Physics, Fluids & Plasmas

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