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Effects of the radial electric field on the confinement of fast ions in ITER

ITERにおける高速イオン閉じ込めに及ぼす径電場効果

谷 啓二*; 本多 充; 及川 聡洋*; 篠原 孝司; 草間 義紀; 杉江 達夫

Tani, Keiji*; Honda, Mitsuru; Oikawa, Toshihiro*; Shinohara, Koji; Kusama, Yoshinori; Sugie, Tatsuo

ITERの典型的な運転シナリオにおいて、テスト・ブランケット・モジュール(TBM)およびトロイダル磁場リップルの誤差磁場中でのアルファ粒子およびNBI生成高速イオンの損失に及ぼす径電場効果について、軌道追跡モンテカルロコードと1次元輸送コードを繰り返して用いる手法を適用して評価した。高速イオンに対する径電場効果は、運転シナリオと誤差磁場に強く依存する。径電場は、ITERの比較的高い安全係数分布の9MA運転シナリオ中においてTBM由来誤差磁場に対して重要である。トロイダル磁場リップル中ではいずれの運転シナリオでも径電場効果は小さい。径電場は高速イオンのトロイダル・プリセッション角を変化させ、誤差磁場との共鳴条件を変化させる。このことがITERのTBM誤差磁場中で高速イオンに対する径電場効果の原因と考えられる。

The effects of a radial electric field (EF) on the losses of alpha particles and NBI fast ions in typical ITER operation scenarios for both error fields due to test blanket modules (TBMs) and toroidal field (TF) ripple were evaluated using an iterative method to execute an orbit-following Monte-Carlo code and a one-dimensional transport code. The EF effect on the loss of fast ions strongly depends on the operation scenario as well as on the error field. The electric field is very significant in the loss of fast ions in a 9MA ITER operation scenario with a higher safety factor and in the error field associated with TBMs. The EF effect in the error field of TF-ripple is very small in any operation scenario. The radial electric field changes the toroidal precession of fast ions and consequently alter their condition of resonance with the error field, which may account for the EF effect on the loss of fast ions in ITER with TBMs.

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分野:Physics, Fluids & Plasmas

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