Optimization of the viewing chord arrangement of the ITER poloidal polarimeter

ITERポロイダル偏光計測装置の視線最適化に関する研究

山口 太樹; 河野 康則; 藤枝 浩文; 栗原 研一; 杉原 正芳*; 草間 義紀

Yamaguchi, Taiki; Kawano, Yasunori; Fujieda, Hirobumi; Kurihara, Kenichi; Sugihara, Masayoshi*; Kusama, Yoshinori

国際熱核融合実験炉(ITER)における安全係数の分布計測にポロイダル偏光計測装置が用いられる。ポロイダル偏光計測装置は、レーザー光をプラズマ中に入射し、透過レーザー光の偏光面のファラデー回転角を検出するものであるが、ポート部の幾何学的な形状からレーザー視線数は15チャンネル程度に制限される。本研究では、十分な精度で安全係数分布を得るため、限られた視線数の最適配置に関する研究を行った。最外殻磁気面形状とポロイダル偏光計測装置のみの情報から安全係数分布を同定可能な平衡再構築コードを開発し、ITER運転シナリオとして予測されている平衡に対し再構築を行った。その結果、誘導運転シナリオの燃焼フェーズを解析対象とした場合、プラズマ周辺に視線がない場合には磁気軸での安全係数に35%の誤差が生じたが、上部ポートの視線をプラズマ周辺領域に配置することにより、3%の誤差にまで改善した。この視線配置を非誘導運転シナリオの燃焼フェーズ及び誘導運転シナリオのプラズマ電流3.5MAフェーズに適用した場合にも、大きな精度の劣化が生じないことを示した。

The poloidal polarimeter will be installed in the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) to measure the safety factor profile. The number of viewing chords is restricted to about 15 channels. Therefore optimization of the viewing chord arrangement is necessary to diagnose the accurate safety factor profile. In this study, we studied the optimum viewing chord arrangement for the equilibria of ITER operation scenarios using the equilibrium reconstruction. For the burning phase of inductive scenario, the error of the safety factor on the magnetic axis was 35% if the viewing chords are not arranged in the peripheral region. It was improved to 3% by arranging the viewing chord of the upper port to peripheral region. This arrangement was used for the reconstruction of the burning phase in the noninductive scenario and of the phase of the plasma current 3.5 MA in the inductive operation scenario. As the result, the accuracy does not decrease drastically.