Design optimization for plasma performance and assessment of operation regimes in JT-60SA

JT-60SAにおけるプラズマ制御のための設計の最適化と運転領域の評価

藤田 隆明; 玉井 広史 ; 松川 誠; 栗田 源一; Bialek, J.*; 相羽 信行; 土屋 勝彦; 櫻井 真治; 鈴木 優; 濱松 清隆; 林 伸彦; 大山 直幸; 鈴木 隆博; Navratil, G. A.*; 鎌田 裕; 三浦 幸俊; 高瀬 雄一*; Campbell, D.*; Pamera, J.*; Romanelli, F.*; 菊池 満

Fujita, Takaaki; Tamai, Hiroshi; Matsukawa, Makoto; Kurita, Genichi; Bialek, J.*; Aiba, Nobuyuki; Tsuchiya, Katsuhiko; Sakurai, Shinji; Suzuki, Yutaka; Hamamatsu, Kiyotaka; Hayashi, Nobuhiko; Oyama, Naoyuki; Suzuki, Takahiro; Navratil, G. A.*; Kamada, Yutaka; Miura, Yukitoshi; Takase, Yuichi*; Campbell, D.*; Pamera, J.*; Romanelli, F.*; Kikuchi, Mitsuru

プラズマ制御の観点から、JT-60U改修装置,JT-60SAの設計を最適化し、運転領域を評価した。弱磁気シアあるいは負磁気シアを得るために、負イオン源NBIのビームラインを下方に移動し中心をはずれた電流駆動を可能とした。安定化板の開口部に沿って設置された帰還制御コイルにより、抵抗性壁モードを抑制し、理想導体壁の安定性限界に近い高いベータ値が維持できることが示された。供給磁束量から誘導電流駆動によるプラズマ電流維持時間を評価した。高パワー加熱の高ベータプラズマ(2.9)では、非誘導電流駆動割合は50%近くに達し、高密度領域でも100秒間維持が可能である。加熱・電流駆動パワーの増強により完全非誘導電流駆動の領域も拡大された。高非円形度,高三角度の低アスペクト比配位において、核融合炉心相当の高い規格化ベータ値(4.4)と自発電流割合(0.7)での100秒間の完全非誘導電流駆動運転が期待される。

Design of modification of JT-60U, JT-60SA, has been optimized in viewpoint of plasma control, and operation regimes have been evaluated. Upper and lower divertors with different geometry are prepared for flexibility of plasma shape control. The beam lines of negative-ion NBI are shifted downward for off-axis current drive, in order to obtain a weak/reversed shear plasma. The feedback control coils along the port hole in the stabilizing plate are found effective to suppress the resistive wall mode (RWM) and sustain high close to the ideal wall limit. The regime of full current drive operation has been extended with upgraded heating and current drive power. Full current drive operation for 100 s with reactor-relevant high values of normalized beta and bootstrap current fraction ( = 2.4 MA, = 4.4, = 0.70, / = 0.86, H = 1.3) is expected in a highly-shaped low-aspect-ratio configuration ( = 2.65). High , high-density ELMy H-mode is also expected.