Characteristics of plasma operation with the ferritic inside wall and its compatibility with high-performance plasmas in JFT-2M

JFT-2Mにおけるフェライト鋼壁によるプラズマ制御への影響及び高性能プラズマとの両立性に関する研究

都筑 和泰*; 木村 晴行; 草間 義紀; 佐藤 正泰; 川島 寿人; 神谷 健作; 篠原 孝司; 小川 宏明; 上原 和也; 栗田 源一; 河西 敏; 星野 克道; 伊世井 宣明; 三浦 幸俊; 山本 正弘*; 菊池 一夫; 柴田 孝俊; Bakhtiari, M.*; 日野 友明*; 広畑 優子*; 山内 有二*; 山口 薫*; 筒井 広明*; 嶋田 隆一*; 雨宮 宏*; 永島 芳彦*; 井戸 毅*; 浜田 泰司*

Tsuzuki, Kazuhiro*; Kimura, Haruyuki; Kusama, Yoshinori; Sato, Masayasu; Kawashima, Hisato; Kamiya, Kensaku; Shinohara, Koji; Ogawa, Hiroaki; Uehara, Kazuya; Kurita, Genichi; Kasai, Satoshi; Hoshino, Katsumichi; Isei, Nobuaki; Miura, Yukitoshi; Yamamoto, Masahiro*; Kikuchi, Kazuo; Shibata, Takatoshi; Bakhtiari, M.*; Hino, Tomoaki*; Hirohata, Yuko*; Yamauchi, Yuji*; Yamaguchi, Kaoru*; Tsutsui, Hiroaki*; Shimada, Ryuichi*; Amemiya, Hiroshi*; Nagashima, Yoshihiko*; Ido, Takeshi*; Hamada, Yasuji*

低放射化フェライト鋼は核融合原型炉のブランケット構造材の有力候補である。しかし、強磁性体であるため、プラズマの生成,制御,閉じ込め,安定性等に悪影響を与えることが懸念されていた。また、酸素不純物の吸蔵量が大きいことから、プラズマ中に不純物を放出することも懸念された。JFT-2Mでは段階的にフェライト鋼を導入して適合性試験を進めた。その最終段階では、真空容器内壁の全面にフェライト鋼を設置して実験を行った。プラズマ生成,制御に関しては、フェライト鋼によって生成される磁場が、外部磁場の10%程度であり、トカマクプラズマが既存の制御系で生成可能であることを示した。また、高規格化ベータプラズマに対する適合性を調べる実験を行い、フェライト鋼壁の存在下でも原型炉の運転領域に相当する規格化ベータ3.5程度のプラズマが生成できることを実証した。壁に近づけると不安定性の成長速度が遅くなることを示し、フェライト鋼壁が非磁性導体壁と同様の壁安定化効果を持つことを示した。低ベータでのロックトモード,Hモード遷移等にも悪影響は観測されなかった。以上のように、フェライト鋼の原型炉への適用に対し見通しを与える結果が得られた。

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