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Characterization of H-mode pedestal width based on hydrogen and deuterium discharges in JT-60U

JT-60Uにおける軽・重水素放電によるHモードペデスタル幅の特性

浦野 創; 滝塚 知典; 鎌田 裕; 大山 直幸; 竹永 秀信; JT-60チーム

Urano, Hajime; Takizuka, Tomonori; Kamada, Yutaka; Oyama, Naoyuki; Takenaga, Hidenobu; JT-60 Team

軽・重水素放電のHモード実験を実施することによって、ペデスタル幅の無次元パラメータ依存性を調べた。従来、このペデスタル幅の無次元パラメータ依存性は装置ごとに異なる結果が示されてきた。この相違が生じる原因の1つは、プラズマ境界近傍での規格化ポロイダルラーマ半径とポロイダルベータ値の強い正相関にあると思われる。そこで、本研究では規格化ポロイダルラーマ半径の質量依存性に着目し、軽水素及び重水素での実験を比較することによって、両無次元パラメータの分離を行った。もしペデスタル幅が規格化ポロイダルラーマ半径に依存する量であれば、軽・重水素の両放電において同一の周辺圧力勾配を維持しつつ、ペデスタル幅を一致させることは不可能であるが、実験結果は軽水素放電において重水素放電時の約2倍の加熱パワーでほぼ同一の周辺プラズマ分布を得、単純にペデスタル幅が規格化ポロイダルラーマ半径で評価できないことを示した。

Conducting the experiments on the H-modes in hydrogen (H) and deuterium (D) discharges, the edge non-dimensional parameter dependence of the H-mode pedestal width has been examined. However, the scalings of the pedestal width vary from machine to machine. This disagreement can be caused by the existing strong co-linearity between $$rho_mathrm{pol}$$ and $$beta_mathrm{pol}$$, which is hard to separate out in the peripheral region. In this study, to distinguish these variables, focusing on the mass dependence of $$rho_mathrm{pol}$$ ($$sim m^{0.5}$$), a pair of experiments in H and D plasmas were conducted. If the pedestal width were determined by $$rho_mathrm{pol}$$, it would be impossible to match the pedestal width while keeping the edge pressure gradient fixed between H and D plasmas. However, in the experiment, we obtained the same edge profiles for H and D discharges while the required power in the H plasma was $$sim 2$$ times larger than that in D plasma. This result indicates that the H-mode pedestal width does not remarkably depend on the plasma particle species or $$rho_mathrm{pol}$$.

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