トカマク国内重点化装置における高ベータ定常運転シナリオ

Scenario for high-beta steady-state operation in national centralized tokamak

藤田 隆明; 玉井 広史 ; 松川 誠; 鈴木 隆博; 林 伸彦; 栗田 源一; 土屋 勝彦; 櫻井 真治; 大山 直幸; 鎌田 裕; 三浦 幸俊; 菊池 満; 二宮 博正

Fujita, Takaaki; Tamai, Hiroshi; Matsukawa, Makoto; Suzuki, Takahiro; Hayashi, Nobuhiko; Kurita, Genichi; Tsuchiya, Katsuhiko; Sakurai, Shinji; Oyama, Naoyuki; Kamada, Yutaka; Miura, Yukitoshi; Kikuchi, Mitsuru; Ninomiya, Hiromasa

中性粒子入射装置(NB)を用いてトカマク国内重点化装置の目的の一つである「規格化ベータ3.5-5.5の高ベータ定常運転(完全非誘導電流駆動)プラズマの100秒間維持」を達成するための運転シナリオを、ACCOMEコードを用いて検討した。100秒間の入射パワーは、負イオン源NB(N-NB)が3MW(400keV)、正イオン源NB(P-NB)(12ユニット)が22MW(85keV)である。P-NBの4ユニット(7.3MW)とN-NBがプラズマ電流方向接線入射となっており電流駆動に用いることができる。高ベータ・高閉じ込めの実現のために必要なq(0)1(鋸歯状振動の抑制)を維持するため、N-NBのビーム軸を下方にずらすこととした。グリンワルド密度で規格化した密度は0.5とした。箱型の内部輸送障壁ITB及びHモードペデスタルを有する密度,温度分布を仮定し、N-NBを周辺部(r/a0.65)に入射した場合、負磁気シア配位が得られる。閉じ込め改善度=1.5で2.6MA、閉じ込め改善度=1.8で3MAのfull CDが可能である。3MAでは規格化ベータ値=3.59、ブートストラップ電流割合=0.66、等価核融合エネルギー増倍率0.59(燃料純度70%を仮定)の高性能プラズマとなる。一方、N-NBを中心より(r/a0.45)に入射した場合、パラボラ型ITBと弱磁気シアのq分布との組合せでのfull CDが可能である。

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