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Physics of steady-state operation of tokamaks

トカマクの定常運転の物理

菊池 満

Kikuchi, Mitsuru

定常運転は、20年以上に渡ってトカマクの重要な研究テーマであった。高効率定常運転の主要な観点は、自発電流の最大限の利用である。自発電流割合はポロイダルベータに比例するので、炉は高ポロイダルベータ領域で運転する必要がある。そのシナリオは、壁安定化を必要とする。わずかなトロイダル回転がRWMの安定化に重要なので、トロイダル回転が注目を浴びている。本論文では、磁気面上の一次流れの構造を再吟味し、イオンと不純物の流れの差や非軸対称磁場が存在するときに起こるオフセット回転に対して熱流が果たす役割を述べる。

The steady state operation has been one of important research subjects in tokamak for more than 20 years. The major feature of efficient steady state operation of tokamak is the maximum utilization of the bootstrap current. Since bootstrap current fraction is proportional to poloidal beta, the reactor should operate in high toroidal beta regime. Scenarios needs wall stabilization with finite resistivity of the wall. The physics of toroidal rotation attracts more attention since even small toroidal rotation is important for stabilization of RWM. In this paper, structure of 1st order flow on the flux surface is revisited and the role of thermal flow q$$sim$$dT/dr on toroidal rotation is surveyed with respect to difference between bulk ion and impurity, and offset toroidal rotation due to non-axisymmetric field.

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