H-mode density limit and detachment in JT-60U

Chankin, A. V.; 伊丹 潔; 朝倉 伸幸

Plasma Physics and Controlled Fusion, 44(5A), p.A399 - A405, 2002/05

https://doi.org/10.1088/0741-3335/44/5A/343

H-モードの密度限界は、非接触ダイバータにより決まるとのモデルがある。そこで、H-モードの密度限界のメカニズムを探るためにJT-60の高密度H-モード放電について解析を行った。MARFE及び非接触ダイバータに至る高放射損失のNBI加熱プラズマでは、非接触ダイバータとH-L遷移を切り分けることが可能であり、H-L遷移の近傍では、強い非接触ダイバータ状態がみられるが、それ自身は密度上昇を制限しない。つまり、JT-60の密度限界は、H-L遷移により引き起こされるハードな限界という見方はできるが、非接触ダイバータにより決まるとは結論できない。

Plasma characteristics near the X-point in W-shaped divertor of JT-60U

櫻井 真治; 朝倉 伸幸; 細金 延幸; 伊丹 潔; 嶋田 道也; 内藤 磨

Journal of Nuclear Materials, 266-269, p.1191 - 1196, 1999/03

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(98)00635-7

JT-60UではW型排気式ダイバータへの改造時に外側ダイバータ部のX点近傍のプラズマを測定するために、高速往復可動静電プローブ装置を設置した。プローブ先端部には上流(主プラズマ)側、下流(ダイバータ板)側、それぞれの電子温度、密度、イオン飽和電流を測定するダブルプローブと、浮遊電位測定用電極が設けられ、マッハプローブとしてプラズマ流速測定も可能である。OH加熱及び低パワーNB加熱放電において、主プラズマの密度、配位、安全係数等に対するダイバータプラズマの依存性を調べた。低密度では赤道面付近のSOLと一致するが、MARFE発生密度の6割以上で、セパラトリクス近傍に、主プラズマ平均密度を大きく超える急峻な密度ピークが現れ、電子温度も低下し始める。密度、温度から求めた電子圧力も赤道面付近より増大し、特にプラズマ流速は密度ピークの流域でイオン音速近くまで急増している。

Particle control and behaviour of neutrals in the pumped W-shaped divertor of JT-60U

玉井 広史; 竹永 秀信; 朝倉 伸幸; 東島 智; 細金 延幸; 伊丹 潔; 木島 滋; 久保 博孝; 逆井 章; 櫻井 真治; et al.

Journal of Nuclear Materials, 266-269, p.1219 - 1223, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(98)00687-4

ITERで必要とされる、低温高密度ダイバータプラズマと高性能コアプラズマ閉じ込めを同時に実現する制御手法の確立は急務の課題である。JT-60Uでは、ITERと同じ傾斜ダイバータ構造に改造後、その形状や排気による低温高密度ダイバータプラズマの最適化を進めてきた。また、最適化で得られた知見をもとに、ダイバータ領域と主プラズマ領域の複合制御を試みた。これは、主プラズマ密度とダイバータ中性粒子圧力とをそれぞれ別々のガスパフによって制御しようとするものである。このときの制御性の良否は両パラメータの組合せに依存し、高密度あるいは高リサイクリングになるほど制御が困難となった。これは相互のガスパフからの寄与増大によってもたらされるが、X点位置を低くしたり、排気効果を高めたりして両領域間の中性粒子遮蔽を高めると改善された。

Behaviour of devertor neutral pressure at the onset of an X-point MARFE in JT-60U

玉井 広史; 朝倉 伸幸; 細金 延幸

プラズマ・核融合学会誌, 74(11), p.1336 - 1339, 1998/11

http://ci.nii.ac.jp/naid/110003826118

X点MARFE発生時のダイバータ領域における中性粒子圧力を、高速応答イオンゲージを用いて測定し、解析した。この結果、X点MARFE発生時にダイバータ部の中性粒子圧力の内外非対称性が逆転することを、初めて明らかにした。更に、この性質を利用して、内外圧力比を一定に保つことにより、X点MARFEの発生を抑えつつ、ダイバータデタッチ状態を維持できる可能性を示した。

Behaviour of radiation power loss from radiative divertor with reversed shear plasmas in JT-60U

玉井 広史; 木島 滋; 朝倉 伸幸; 伊丹 潔; 逆井 章; 細金 延幸; 東島 智; JT-60チーム

Proc. of 24th European Physical Society Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics, 21A, p.493 - 496, 1997/00

JT-60Uの放射冷却ダイバータプラズマにおいて、放射冷却のためにパフするガスの種類を変えてダイバータ放射損失量を比較した。冷却効率もリサイクリング率も高いネオンを用いた場合、最も少ないパフ量でダイバータ放出損失量を高めることができたが、同時に主プラズマ領域へのネオンの流入による主プラズマの放射損失の増大が観測された。通常シアのELM付Hモードでは、ダイバータ領域での放射損失増加に伴い分布のピークはX点の方向に移動し、やがてMARFEの発生による周辺プラズマの不安定性をもたらす。一方、逆転シア配位では、分布のピークがX点を越えてセパラトリクスの内側まで移動した状態でダイバータ放射損失量の高い状態で安定に維持される。一方、閉じ込めの改善度はダイバータ放射冷却の増加とともにいずれの配位でも劣化しており、改造ダイバータの重要課題の一つとして解明が期待される。

Study of divertor heat flux in auxiliary heated discharges in JT-60

伊丹 潔; 福田 武司; 池田 佳隆; 今井 剛; 河野 康則; 久保 博孝; 西谷 健夫; 嶋田 道也; 辻 俊二; 牛草 健吉

Journal of Nuclear Materials, 176-177, p.504 - 511, 1990/12

https://doi.org/10.1016/0022-3115(90)90097-7

JT-60の中性粒子加熱及びLHRF加熱放電におけるダイバータ熱流束が研究されている。エネルギーバランスの観点では、中性粒子加熱放電では入力パワーの50%、LHRF放電では75%のパワーがダイバータへ入力する上限のパワーである。熱流束のプロファイルはスクレイプオフ層の厚みを反映するが、中性粒子加熱放電とLHRF加熱放電の間に大きな違いはない。半値巾は約4cmから6cm程度で、主プラズマ近傍でのスクレイプオフ層の厚みに直すと、1cmから2cmの厚みに相当する。ダイバータへの熱負荷を減少させる試みとしてX点スウィングを行なった。この実験では20MWの中性粒子加熱入力を3秒間行い、ダイバータ板温度上限が約20%抑制された。

JT-60ダイバータ配位プラズマにおけるキンク不安定性

小関 隆久; 関 省吾; 二宮 博正; 安積 正史

JAERI-M 87-004, 21 Pages, 1987/02

JAERI-M-87-004.pdf:0.43MB

JT-60は、トーラスの外側にポロイダルダーバータを持った大型トカマク装置である。ダイバータ配位では、X点があるため、プラズマの表面で大きなシアーが形成される。このシアーによる n=1キンク・モードの安定化効果を線形理想MHD安定性解析コードERATOーJを用いて、数値的に解析し、以下の結果を得た。(1)ダイバータ配位プラズマでは、シアーのため変位がより表面に局在し、成長率が減少する。(2)低(p0.5)プラズマでは、ダイバータ配位の方が安定領域が広い。しかし、高になるにつれて徐々に差が無くなる(p1.0では差がない)。(3)高においても、ダイバータ配位において、成長率の減少が見られるが、限界値に対しては、リミタ配位と殆ど差がない。