Development of reversed shear plasmas with large bootstrap current fraction towards reactor relevant regime in JT-60U

JT-60Uにおける核融合炉に向けた高自発電流割合を有する負磁気シアプラズマの開発

坂本 宜照; 松永 剛; 大山 直幸; 鈴木 隆博; 相羽 信行; 竹永 秀信; 諫山 明彦; 篠原 孝司; 吉田 麻衣子; 武智 学; 藤田 隆明; 井手 俊介; 小出 芳彦; 鎌田 裕

Sakamoto, Yoshiteru; Matsunaga, Go; Oyama, Naoyuki; Suzuki, Takahiro; Aiba, Nobuyuki; Takenaga, Hidenobu; Isayama, Akihiko; Shinohara, Koji; Yoshida, Maiko; Takechi, Manabu; Fujita, Takaaki; Ide, Shunsuke; Koide, Yoshihiko; Kamada, Yutaka

トカマク型定常核融合炉では、所内循環電力を低減するために自発電流割合を高める必要がある。JT-60では、高自発電流割合75%を有する負磁気シアプラズマを長時間維持することに成功していたが、低いベータ限界(規格化ベータ値2以下)のために、その運転領域は高い安全係数の領域(q95が8以上)に限られていた。今回、導体壁によるMHD不安定性の安定化効果を利用して規格化ベータ値2.7を達成し、核融合炉で想定されるq95=5の領域で高自発電流割合90%を有する負磁気シアプラズマを生成することに成功した。さらに、核融合炉で想定される高規格化密度,低運動量入力,電子温度,イオン温度の運転条件下で高い閉じ込め性能が得られた。また、ITERの定常運転シナリオの主要な規格化パラメータを同時に満足する高い総合性能を達成した。

This paper reports the development of reversed magnetic shear plasmas with a large bootstrap current fraction towards reactor relevant regime, especially lower q95 regime. By utilizing large volume configuration close to the conductive wall for wall stabilization, the beta limit of reversed shear plasmas is significantly improved. As a result, high confinement reversed shear plasmas with large bootstrap current fraction exceeding no-wall beta limit are obtained in reactor relevant regime, where betaN=2.7, betap=2.3 is achieved with reversed q profile with qmin=2.3, and then HH98y2=1.7, ne/nGW=0.87 and fBS=0.9 are also obtained at q95=5.3.