Feasibility of current ramp-up by electron cyclotron wave in DEMO reactor at JAEA

原子力機構原型炉における電子サイクロトロン波による電流立ち上げの可能性

佐藤 正泰; 西尾 敏; 飛田 健次; 坂本 慶司

Sato, Masayasu; Nishio, Satoshi; Tobita, Kenji; Sakamoto, Keishi

経済性の高い核融合炉概念の構築を目指して、中心ソレノイド(CS)を小型化した低アスペクト比のトカマク型原型炉の検討を行っている。この炉概念の課題は、非誘導電流駆動が必要になる点であり、本研究では、中性粒子入射(NBI)装置を用いずに、おもに電子サイクロトロン波(ECW)を用いて、この原型炉の電流立ち上げシナリオについて検討した。ECWの使用のメリットは、電流分布制御性に優れることと、入射パワー密度が高いためブランケットのカバレージを低下させない点にある。他方、電流駆動効率がNBIより低いことが問題点である。低プラズマ電流時にシャインスルー値を低く抑える必要があるNBIを用いた場合に比べ、ECWを用いた場合、1(:ポロイダルベータ値,:逆アスペクト比)を満足する領域まで十分パワーを入射可能であり、入射パワーの制約は少ない。CSにより初期プラズマを生成した場合について、プラズマ電流の時間変化を評価した。全ECパワー130MWで、プラズマ電流2MAからフラットトップ16.7MAまで、約4時間で立ち上げることができる。NBIに比べ、パワー,立ち上げ時間とも約1.5倍程度必要であるが、十分NBIの代わりに原型炉の電流駆動装置に成り得る。また、修正ラザフォード式を基本にしたコードにより、新古典拡散テアリングモードの抑制に必要なECパワーを評価し、その結果も発表する。

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