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福田 武司; JT-60チーム
Physics of Plasmas, 2(6), p.2249 - 2255, 1995/06
被引用回数：11 パーセンタイル：46.34(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60における最近の準定常高性能化を目指した実験では、再現性の高い放電で昨年世界最高を記録した最高核融合積を更新するとともに、最高値の約4割の性能を1.5秒間維持することに成功した。これは加熱分布と平衡配位の動的な制御、圧力勾配に起因する不安定性の抑制を行ったことによる。高性能化の第1の鍵となる内部輸送障壁の生成に関しては、加熱分布とトロイダル回転分布の影響を重点的に調べた。また、第2の鍵であるH-モード遷移については、イオンの衝突度の役割を明らかにすとともに長波長の乱流流揺動が低減することを初めて実験的に示した。準定常化の鍵となる圧力勾配に起因する不安定性の抑制に関しては、磁気シアーとトロイダル回転速度分布の制御が有効であることを示した。また、これらの知見に基づいて行った自発電流の割合が高いプロセスの長時間維持に成功したので、この実験結果についても述べる。
B velocity shear at the plasma edge in the JFT-2M H-mode居田 克巳*; 三浦 幸俊; 伊藤 公孝; 伊藤 早苗*; 福山 淳*; JFT-2Mグループ
Plasma Physics and Controlled Fusion, 36(7A), p.A279 - A284, 1994/07
被引用回数：15 パーセンタイル：50.57(Physics, Fluids & Plasmas)Hモード時にプラズマ周辺部で形成される径方向電場の幅について議論している。イオンの軌道損失に基づくHモード理論では、この径方向電場の幅がポロイダルラーマー半径に比例するとされている。しかし実験ではその大きさはポロイダルラーマー半径によらずほぼ一定である。この実験と理論の不一致の原因を明らかにする為に、JFT-2Mの実験データーを使って、ポロイダル方向の運動量の輸送解析を行った。その結果、径方向電場の幅はプラズマ中の垂直方向の粘性の為にポロイダルラーマー半径により大きくなることがわかった。又径方向電場の幅のポロイダルラーマー半径依存性がなくなってしまうこともこの垂直方向の粘性で説明できることが明らかになった。
H-モードデータベースワーキンググループ
Nuclear Fusion, 34(1), p.131 - 167, 1994/00
被引用回数：110 パーセンタイル：93.65(Physics, Fluids & Plasmas)1990年11月に公開した、H-モードデータベース(ASDEX,DIII-D,JET,JFT-2M,PBX-M,PDXのH-モードデータを集めたもの)の更新を行っている。各装置から新たに付加したデータ及び新しい変数の特徴、データの見直し点、データの範囲と現存するスケーリング則との比較等をまとめた。
大塚 英男; JFT-2Mグループ
Nuclear Fusion, 33(4), p.523 - 532, 1993/00
被引用回数：8 パーセンタイル：32.67(Physics, Fluids & Plasmas)JFT-2M装置において、直流的な対流の存在を調べた。プラズマの周辺部で、プラズマとリミターの相互作用によって生ずる対流、さらにRF入射による対流を見いだした。ロアハイブリッド波による電流駆動時には、プラズマの閉じ込めの改善は、対流損失の低減にあることを、エッジポテンシャルの観測から明らかにした。これらの理解を発展させて、追加熱中のL/Hモードを説明する一つのモデルを得た。そのモデルでは、直流的なEB対流が主要なメカニズムであることを主張している。
福田 武司; 菊池 満; 小出 芳彦
Proc. of the 20th EPS Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics,Vol. 17C,I, p.I-31 - I-34, 1993/00
JT-60Uで観察されるH-モード遷移現象を調べた結果、(1)乱流揺動強度がポロイダル回転速度のシアー増大に伴って減少すること、(2)不純物の寄与を取り込んだ実効的なイオンの衝突度は、磁場が低い場合に0.5近傍の値をとるが、4Tの放電では極端に小さくなることを示した。また、(3)通常のH-モード放電ではプラズマの周辺部において電子の反磁性ドリフト方向へのポロイダル回転が生じ、急峻な径方向内向きの電場の勾配が生成されるのに対し、高ポロイダル・ベータH-モード放電では規格化半径にして0.8~
1.0の領域で径方向外側向きの電場が生じることを示した。さらに、磁場の乱流揺動強度の増大がこの場合に確認されたことから、高エネルギー電子のH-モード遷移への係わりを指摘した。これらの結果は、これまでの中型トカマクにおけるH-モード現象に対する理解を飛躍的に発展させるものである。
H-モードデータベースワーキンググループ
Proc. of the 20th EPS Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics,Vol. 17C,Part I, p.I-103 - I-106, 1993/00
更新を行っているH-モードデータベース(ITERH.DB2)の解析を進めている。解析は、オープン/クローズダイバータを考慮したELM
,ELM
H-モードのスケーリング則の導出および、単純なパワー型のスケーリング則では表現できない強いinteraction termが存在していること等をまとめた。
三浦 幸俊; 居田 克巳; 伊藤 公孝; 伊藤 早苗*
Annual Report of National Institute for Fusion Science; April 1991 - March 1992, P. 85, 1992/11
JFT-2MのH-モードプラズマにおいて、ポロイダル回転速度を計測し、径電場を求めた。さらにこの径電場の空間構造を解析した。H-モードではセパラトリックスの近く、約1cm以内で、新古典理論から予想される。磁力線方向の粘性が小さくなっている。これはポロイダル回転速度のポロイダルマッハ数が1を超えたためである。一方、L-モードのプラズマでは磁力線方向の粘性が大きく形成されるポロイダル回転ならびに径電場も小さい。粘性の小さい領域をH領域、大きい領域をL領域と考えると、L-モードプラズマでは全領域(空間)にわたってL領域が形成され、Hモードプラズマでは、セパラトリックスにのみH領域、他はL領域が形成されている。
福田 武司; 松本 宏; 木島 滋; E.J.Doyle*; W.A.Peebles*; N.C.Luhmann-Jr.*; K.H.Burrell*; T.C.Simonen*
Proc. of IAEA Tech. Committee Meeting on Time Resolved Two-and Three-Dimensional Plasma Diagnostics, p.146 - 158, 1992/00
近年のプラズマ輸送、H-モード遷移に関する理論研究ではプラズマ諸量の詳細な空間分布、或いは局所的な勾配を計測することの重要性が強調されている。空間分解能を充実させる一般的な手法としては計測器の多チャンネル化が一般的であるが、本研究ではミリ波帯の反射計測法を用い、その周波数を変調することによって実効的に空間分解の精度を向上させる方法を提案した。この方式を先ず、米国GA社のDIII-Dトカマクに適用することによって密度揺動の空間分布計測を行なった。これにより、H-モード遷移時に密度揺動の低減する領域の厚みを評価し、その閉じ込め性能やイオンのラーマー半径、ポロイダル方向の粒子流の捩れ幅との比較を行なった。また、大電流化改造後のJT-60においてフィード・フォーワード技法を用いたヘテロダイン検波方式の広帯域反射計による4000空間分割の密度分布測定装置を計画している。
福田 武司; 永島 圭介; 木島 滋; 原口 和三*; 高橋 虎之助*; 長島 章; 的場 徹
Review of Scientific Instruments, 61(11), p.3524 - 3527, 1990/11
被引用回数：10 パーセンタイル：69.81(Instruments & Instrumentation)密度分布と揺動の計測を目的としてミリ波を用いた広帯域反射計の開発を行い、JT-60に適用した。分布計測については、反射層の空間的な揺らぎによるドップラーシフトの影響を低減する為、発振周波数を高速で掃引することが必要であることを明らかにした。また、反射計測が電磁流体的な揺動計測にも有効であることをm=1振動の検出によって示し、鋸歯状波振動の物理機構の理解に対しても有効な手段となり得ることに言及した。さらに低減混成波による電流駆動をリミター配位のプラズマに対して行なった際に得られたH-モード・プラズマの周辺部における乱流的な揺動の強度が著しく低いことを示し、理論的な予測に一致することがわかった。内部崩壊時に発生する密度波の伝播時間から粒子拡散係数を評価する手法についてもその有効性を示すことができた。
中村 博雄; 辻 俊二; 永見 正幸; 小関 隆久; 石田 真一; 安積 正史; 秋場 真人; 安東 俊郎; 藤井 常幸; 福田 武司; et al.
JAERI-M 89-106, 52 Pages, 1989/08
本報告書は、JT-60の外側ダイバータおよび下側ダイバータにおけるH-mode実験結果について述べた。外側ダイバータ配位においても従来の下側あるいは上側ダイバータと同様に、H-modeが得られた。全吸収パワーおよび電子密度の閾値は、それぞれ、16MWおよび1.810
m
である。エネルギー閉じ込め時間の改善は、約10%である。また、NB+ICRFおよびNB+LHRFの複合加熱実験においても、H-modeが得られた。また、新たに設置した下側ダイバータ実験でもH-modeが観測された。これらの結果をもとに、H-modeの特徴について、外側ダイバータと下側ダイバータの比較を行った。
