Development of real-time measurement system of charge exchange recombination spectroscopy and its application to feedback control of ion temperature gradient in JT-60U

荷電交換再結合分光の実時間計測システムの開発とイオン温度勾配帰還制御への適用

小林 進二*; 吉田 麻衣子; 竹永 秀信; 坂田 信也; 鎌田 裕; 坂本 宜照; 小出 芳彦; JT-60チーム

Kobayashi, Shinji*; Yoshida, Maiko; Takenaga, Hidenobu; Sakata, Shinya; Kamada, Yutaka; Sakamoto, Yoshiteru; Koide, Yoshihiko; JT-60 Team

JT-60においてイオン温度とその温度勾配の実時間帰還制御を目標として、荷電交換再結合分光(CXRS)の実時間計測システムの開発を進めた。本システムでは通常のCXRS計測と異なり、最小自乗法フィッティングを使わずに、干渉フィルターを通過した CXR光の発光強度比から直接イオン温度を評価することができる。この手法により空間4点で10msごとの温度の評価が可能になった。本システムを用いたイオン温度勾配制御実験を実施し、ELMy H-modeプラズマにおいて、比例・微分ゲインの最適化により、指令値にほぼ追随して温度勾配を制御することができた。

Real-time measurement system of the ion temperature profile has been developed for the feedback (FB) control of the ion temperature gradient (grad-) with the filter charge exchange recombination spectroscopy (CXRS) system in JT-60U. The rapid analytical scheme without non-linear least square fitting enables us to calculate the ion temperature with four spatial points every 10 ms using a real-time processor system. The FB control experiment of grad- has been demonstrated in ELMy H-mode plasmas by use of the neutral beam injectors having different deposition profiles as actuators. Grad- was controlled to the reference value in the ramp-down phase, however, it did not recovered in the ramp-up phase because the internal transport barrier or transport was affected by the ramp-down of grad-. From the transient response analysis of grad-Ti, the increase in the central using the additional heating was required to recover the deteriorated grad-.