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Development of reversed shear plasmas with high 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; JT-60チーム

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; JT-60 Team

ITER定常運転や定常核融合炉を目指した炉心プラズマ開発には、7要素(閉じ込め,規格化ベータ値,自発電流割合,非誘導電流駆動割合,燃料純度,放射損失割合,規格化密度)を、バランスよく同時に高めた総合性能プラズマをITERや核融合炉で想定される条件(低運動量入力,電子温度,イオン温度,安全係数$$q$$$$_{95}$$$$sim$$5)で実証する必要がある。特に、経済的に優れた定常核融合炉のためには、自発電流割合と規格化ベータ値を同時に高めることが主要課題の一つである。JT-60Uでは、MHD不安定性の導体壁による安定化効果を利用して、高自発電流割合を持つ負磁気シアプラズマの高ベータ化に取り組んだ。その結果、規格化ベータ値2.7(従来の1.5倍)とともに9割の自発電流割合を得た。さらに、ITERの定常運転シナリオに匹敵する高総合性能プラズマを、ITERや核融合炉で想定される条件下で生成した。

This paper reports the recent development of reversed shear plasmas with a high bootstrap current fraction towards reactor relevant regime, especially lower $$q$$$$_{95}$$ regime. By utilizing large volume configuration close to the conductive wall for wall stabilization, the beta limit of the reversed shear plasmas is significantly improved. As a result, high confinement reversed shear plasmas with high bootstrap current fraction exceeding no-wall beta limit are obtained in reactor relevant regime, where $$beta$$$$_{rm N}$$ of 2.7, $$beta$$$$_{rm P}$$ of 2.3 is achieved with reversed $$q$$ profile with $$q$$$$_{rm min}$$ of 2.3, and then HH$$_{rm 98y2}$$ of 1.7, $$n$$$$_{rm e}$$/$$n$$$$_{rm GW}$$ of 0.87 and $$f$$$$_{rm BS}$$ of 0.9 are also obtained at $$q$$$$_{95}$$ of 5.3.

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パーセンタイル:30.3

分野:Physics, Fluids & Plasmas

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