JT-60Uにおけるリチウムビームプローブを用いた周辺密度分布の研究

Study of edge density profile using a lithium beam probe on JT-60U

小島 有志; 神谷 健作; 大山 直幸; 藤田 隆明; 久保 博孝; 井口 春和*; 鈴木 隆博; 鎌田 裕

Kojima, Atsushi; Kamiya, Kensaku; Oyama, Naoyuki; Fujita, Takaaki; Kubo, Hirotaka; Iguchi, Harukazu*; Suzuki, Takahiro; Kamada, Yutaka

本研究はELMによる周辺部密度の振る舞いを観測し、ELMの物理機構を解明することを目的とする。今まで得ることのできなかった周辺密度分布を高時間・高空間分解能で計測を行うために、中性リチウムビームプローブを新たに開発した。JT-60では中性ビームの輸送距離が6.5mと計測用ビームとしては非常に長くなるため、軌道計算を用いてビームの発散角を最適化したイオン銃を設計・開発し、50mmの大口径ポーラスタングステンを用いた電子ビーム加熱を利用した大口径イオン源を用いて、時間分解能0.5ms,空間分解能1cmの周辺密度分布計測に成功した。ELMによる周辺輸送障壁の崩壊現象が初めて詳細に観測でき、プラズマ回転をプラズマ電流と逆方向にすることにより、type I ELMによる密度崩壊が小さくなることを示した。また、grassy ELMによる密度崩壊現象の観測に成功し、grassy ELMではtype I ELMよりも密度崩壊が小さいことを明らかにした。

In order to understand the ELM physics, a lithium beam probe system is developed using an electron beam heating ion source. The beam optics are optimized so as to decrease the beam divergence angle using the numerical simulation taking the space charge effects into account. A beam extraction with a beam current of 10 mA during 50 seconds is successfully demonstrated by the lithium beam injector. Then the edge density profile is measured with high time resolution of 0.5 msec and high spatial resolution of 1 cm. Then the density collapse due to ELM crash is successfully observed for the first time in type I and grassy ELMs.