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Improved performance in long-pulse ELMy H-mode plasmas with internal transport barrier in JT-60U

JT-60Uの内部輸送障壁を持つ長時間ELMy Hモード放電の性能改善

大山 直幸; 諌山 明彦; 鈴木 隆博; 小出 芳彦; 竹永 秀信; 井手 俊介; 仲野 友英; 朝倉 伸幸; 久保 博孝; 武智 学; 坂本 宜照; 鎌田 裕; 浦野 創; 吉田 麻衣子; 都筑 和泰*; 松永 剛; Gormezano, C.*; JT-60チーム

Oyama, Naoyuki; Isayama, Akihiko; Suzuki, Takahiro; Koide, Yoshihiko; Takenaga, Hidenobu; Ide, Shunsuke; Nakano, Tomohide; Asakura, Nobuyuki; Kubo, Hirotaka; Takechi, Manabu; Sakamoto, Yoshiteru; Kamada, Yutaka; Urano, Hajime; Yoshida, Maiko; Tsuzuki, Kazuhiro*; Matsunaga, Go; Gormezano, C.*; JT-60 Team

フェライト鋼を設置することによって、高速イオンのリップル損失が1/2から1/3に低減した。同じ入射パワーに対して吸収パワーが増加するため、あるプラズマ圧力を維持するために必要なNBIユニット数を減らすことができた。その結果、低いリサイクリングと周辺密度を長時間維持できるようになり、中心にピークした圧力分布を維持するために重要な周辺部の温度を高く維持することができた。さらに、外部からのトルク入力の自由度を増やすことができた結果、プラズマ電流と同方向に回転するプラズマが得られるようになり、電子系の内部輸送障壁の性能が向上した。これらの利点を活用し、高い規格化ベータ値と高い熱化プラズマの閉じ込め改善度の維持時間を伸長することができた。閉じ込め改善度が1程度で規格化ベータ値が2.3以上の放電を、電流拡散時間の12倍程度である23.1秒間維持した。このとき得られた閉じ込め改善度と規格化ベータ値の積は、ITERの標準運転シナリオを超える2.2を上回っており、ITERの長時間運転モードとして提案されているハイブリッド運転モードとして適用することが可能である。

After the installation of FSTs in JT-60U, ripple induced fast ion losses have been reduced by 1/2$$sim$$1/3. The increase in the absorbed power at the same injection power can reduce the required number of NB units to sustain a given $$beta_{N}$$. The smaller recycling level and edge density, which is suitable condition to get higher edge temperature, can be kept longer. The higher edge temperature is essential in keeping the peaked pressure/temperature profile. In addition to this, smaller fast ion losses reduce the effective torque for ctr-rotation and increase in better flexibility of torque input. Then, better quality of $$T_{rm e}$$-ITB was obtained in the plasmas with co-rotation. By making use of these advantages to sustain an ITB, the performance of long-pulse ELMy H-mode plasmas was improved in terms of sustained duration time for both high $$beta_{N}$$ and high thermal confinement enhancement factor ($$H_{H}$$). High $$beta$$$$_{N}$$$$>$$2.3 together with $$H_{H}$$$$sim$$1 was sustained for 23.1s ($${sim}12 tau_{R}$$, where $$tau_{R}$$ is the current diffusion time.), which also provide high $$beta_{N}H_{H} ge 2.2$$. These long-pulse plasmas are possible candidates for ITER hybrid operation scenario.

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分野:Physics, Fluids & Plasmas

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