Heat transport of hydrogen and deuterium H-mode plasmas in JT-60U

JT-60Uにおける軽水素・重水素Hモードプラズマの熱輸送特性

浦野 創; 滝塚 知典; 藤田 隆明; 鎌田 裕; 仲野 友英; 大山 直幸

Urano, Hajime; Takizuka, Tomonori; Fujita, Takaaki; Kamada, Yutaka; Nakano, Tomohide; Oyama, Naoyuki

国際熱核融合炉ITERでの標準運転モードであるHモードは運転が本格化する重水素放電の前の運転初期段階で軽水素放電が実施される予定である。そこで本研究では、JT-60Uにおける軽水素及び重水素のHモードプラズマの閉じ込め特性を調べた。両方の粒子種でパワーによる閉じ込め性能劣化が観測されたが、同一のパワーでは重水素のエネルギーが軽水素のエネルギーの約1.7倍大きいことがわかった。同一エネルギーの比較では、電子密度,電子温度,イオン温度がすべてほぼ同じ空間分布が得られることがわかった。このように同一の空間分布が得られることは、エネルギー閉じ込め時間が規格化ラーマー半径とともに増大することを示唆しており、従来の依存性とは異なることが示された。一方で、重水素のみのHモードプラズマでの規格化ラーマー半径依存性を評価すると、これはジャイロボーム型の規格化ラーマー半径とともに閉じ込め時間が低下する従来通りの傾向が見られた。今後、この相違を統一するパラメータの解明が課題である。

Confinement and transport properties for hydrogen and deuterium H-mode plasmas were investigated. Exponential degradation of confinement with increased power was observed for both hydrogen and deuterium plasmas. But, stored energy for deuterium becomes larger by the factor of 1.7 than that for hydrogen at a given power. At the same energy, profiles of electron density, electron temperature, ion temperature are almost identical between hydrogen and deuterium plasmas. Power scan experiments using hydrogen and deuterium plasmas indicates the energy confinement becomes larger with increased rho*. On the other hand, dimensionless analysis based on deuterium plasmas shows the gyro-Bohm type diffusion.