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The Characteristics of the internal transport barrier under reactor relevant conditions in JT-60U weak shear plasmas

JT-60U弱磁気シアプラズマにおける炉心条件下での内部輸送障壁の特性

竹永 秀信; 大山 直幸; 浦野 創; 坂本 宜照; 朝倉 伸幸; 神谷 健作; 三代 康彦; 西山 友和; 笹島 唯之; 正木 圭; 神永 敦嗣; 市毛 尚志; Bucalossi, J.*; Marty, V.*; 井手 俊介; 小出 芳彦; 鎌田 裕; JT-60チーム

Takenaga, Hidenobu; Oyama, Naoyuki; Urano, Hajime; Sakamoto, Yoshiteru; Asakura, Nobuyuki; Kamiya, Kensaku; Miyo, Yasuhiko; Nishiyama, Tomokazu; Sasajima, Tadayuki; Masaki, Kei; Kaminaga, Atsushi; Ichige, Hisashi; Bucalossi, J.*; Marty, V.*; Ide, Shunsuke; Koide, Yoshihiko; Kamada, Yutaka; JT-60 Team

JT-60Uにおいて弱磁気シアプラズマの内部輸送障壁(ITB)特性を、周辺粒子供給・電子加熱といった炉心条件下で調べた。最初に、高磁場側ペレット又は超音速分子ビーム(SMBI)のITB特性への影響を調べた。ペレットやSMBIによる周辺粒子供給でも中心のイオン温度は減少しており、減少幅はITB内側で増加した。入射周波数や侵入長を最適化することにより、減少したイオン温度が回復し高いペデスタル圧力と強いITBが維持された。その結果、周辺粒子供給でも、高密度領域において高閉じ込め状態を維持することに成功した。次に、電子サイクロトロン加熱による電子加熱時のITB特性を調べた。電子温度分布の硬直性が強い場合に、電子サイクロトロン加熱によりイオン温度ITBの劣化が観測された。この時、イオンの熱拡散係数は電子の熱拡散係数とともに増加しており、イオンと電子の熱輸送の関連を示している。一方、電子温度分布の硬直性が弱い場合には、イオン温度ITBは変化しないか、もしくはさらに成長することが観測された。イオン温度ITBが変化しない場合はイオン・電子の熱拡散係数の変化はともに小さく、イオンITBがさらに成長した時はイオン・電子の熱拡散係数はともに低減した。密度揺動レベルの変化は小さいが、イオン温度ITBが劣化する場合は密度揺動の径方向相関長が長く、変化しない場合は短くなっていることが観測された。このことは、密度揺動の変化を通してITBの特性が変化していることを示唆している。

Characteristics of internal transport barrier (ITB) have been investigated under reactor relevant condition with edge fuelling and electron heating in JT-60U weak shear plasmas. High confinement was sustained at high density with edge fuelling by shallow pellet injection or supersonic molecular beam injection (SMBI). The ion temperature (T$$_{i}$$) in the central region inside the ITB decreased due to cold pulse propagation even with edge fuelling. By optimizing the injection frequency and the penetration depth, the decreased central T$$_{i}$$ was recovered and good ITB was sustained with enhanced pedestal pressure. The T$$_{i}$$-ITB also degraded significantly with electron cyclotron heating (ECH), when stiffness feature was strong in the electron temperature (T$$_{e}$$) profile. The ion thermal diffusivity in the ITB region increased with the electron thermal diffusivity, indicating existence of clear relation between ion and electron thermal transport. On the other hand, T$$_{i}$$-ITB unchanged or even grew, when stiffness feature was weak in the T$$_{e}$$ profile. Density fluctuation level at ITB seemed to be unchanged during ECH, however, correlation length became longer in the T$$_{i}$$-ITB degradation case and shorter in the T$$_{i}$$-ITB unchanging case.

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パーセンタイル:61.21

分野:Physics, Fluids & Plasmas

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