Recent studies of heat and particle loadings in long pulse discharges and influence on PWI in JT-60U

JT-60Uの長パルス放電における熱・粒子負荷とプラズマ壁相互作用への影響に関する最近の研究

朝倉 伸幸; 仲野 友英; 川島 寿人; 正木 圭; 藤本 加代子; 大野 哲靖*; 田邉 哲朗*

Asakura, Nobuyuki; Nakano, Tomohide; Kawashima, Hisato; Masaki, Kei; Fujimoto, Kayoko; Ono, Noriyasu*; Tanabe, Tetsuo*

JT-60Uでは高密度のELMyHモードプラズマを35秒間維持する放電を行い、ダイバータ板や第一壁(対向材)が水素で飽和した状態における熱・粒子制御及びプラズマ壁相互作用の研究を行っている。JT-60Uでは実効的な壁飽和状態でダイバータ排気を行い高性能プラズマの維持を行った。その際、対向材への蓄積量の変化を放電中及び放電間で評価した。一方、真空容器内への重水素の蓄積要因を理解するため、実験期間後に対向材タイルの表面や側面に再堆積した炭素層の分布を測定した。その結果、タイル対向面への堆積速度はほかのトカマクと同程度であるが、側面への堆積が少ないことが判明した。さらに、炭素と共堆積した重水素量を測定した結果、ほかのトカマクよりも含有率(D/C)が小さいことが明らかとなった。こうした原因として、対向材タイルの配置方法,タイル間のギャップ及び運転温度などの違いが考えられる。発表ではほかに、真空容器内での炭素の輸送を決める要因である高速のプラズマ流の発生機構,ELMによるプラズマ熱流・粒子束の対向材への動的な輸送過程など、最近の実験により理解された研究成果を発表する。

ELMy H-mode plasmas have been recently operated during long duration under the wall saturated condition in JT-60U. Investigation of the heat and particle handling and PSI studies such as erosion and deposition of carbon have been progressed. Deuterium gas balance has been studied in short term, and it was found that globally saturated condition of PFCs is caused mostly by an increase in wall temperature near the divertor. Increase in the divertor pumping was investigated to demonstrate particle control under the globally saturated condition. Erosion and deposition of the carbon target has been analyzed at the divertor tiles after the experiment campaigns. Deposition pattern and its rate on the tile surface were similar to those at other tokamaks such as JET. On the other hand, deposition depth of the tile edge was relatively smaller, which suggests difference of tile arrangement. Deuterium co-deposition was found to be smaller. Influence of operation temperature is discussed.