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論文

Fusion plasma performance and confinement studies on JT-60 and JT-60U

鎌田 裕; 藤田 隆明; 石田 真一; 菊池 満; 井手 俊介; 滝塚 知典; 白井 浩; 小出 芳彦; 福田 武司; 細金 延幸; et al.

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.185 - 254, 2002/09

https://doi.org/10.13182/FST02-A227
 被引用回数：34 パーセンタイル：48.48(Nuclear Science & Technology)

JT-60及びJT-60Uは、ITER及び定常トカマク炉実現へ向けた物理基盤を構築することを目的として、炉心級プラズマにおける高総合性能の実証とその維持を目指した運転概念の最適化を行って来た。等価核融合エネルギー増倍率(=1.25)や核融合積(=1.5E21 m-3skeV)の達成に加えて、高い総合性能(高閉じ込め&高ベータ&高自発電流割合&完全非誘導電流駆動)を実証した。これらは、内部及び周辺部に輸送障壁を持つ高ポロイダルベータHモード及び負磁気シアモードで得られた。最適化の鍵は分布及び形状制御である。多様な内部輸送障壁の発見に代表されるように、JT-60/JT-60U研究はプラズマ諸量の空間分布の自由度と制限を強調して来た。各閉じ込めモードの閉じ込め研究に加えて、輸送及び安定性等によって支配されるコア部及び周辺ペデスタル部のパラメータ相関を明らかにした。これらの研究により、高閉じ込めモードのITERへの適合性を実証するとともに残された研究課題を明らかにした。

論文

Edge-core relationship of ELMy H-mode plasmas in JT-60U

浦野 創*; 鎌田 裕; 白井 浩; 滝塚 知典; 久保 博孝; 竹永 秀信; 三浦 幸俊; 波多江 仰紀; 福田 武司

Plasma Physics and Controlled Fusion, 44(5A), p.A437 - A443, 2002/05

https://doi.org/10.1088/0741-3335/44/5A/348
 被引用回数：18 パーセンタイル：50.76(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおける高三角度及びAr入射のELMyHモードの高ペデスタル温度到達の機構及びコアプラズマの熱輸送を解析した。高三角度では、境界温度は高パワー加熱による$$beta_{p}$$の増加とともに上昇し、コア部の温度分布形状は保存され、ペデスタル温度に依存しないことを明らかにした。一方、Ar入射放電では、中心がピークした密度分布が得られ、重水素放電と比べると、相対的にペデスタル密度が減少することから、ペデスタル温度は上昇した。さらに、温度勾配特性長は保存され、コアの温度も上昇した。また、同じNBIパワーで重水素放電と比較すると、放射損失流の増加により、熱伝導流束は減少することから、熱拡散係数が減少することを明らかにした。

論文

Recent progress towards steady state tokamak operation with improved confinement in JT-60U

藤田 隆明; JT-60チーム

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.3, p.87 - 93, 2000/00

JT-60Uにおいては、トカマクの定常運転の科学的実証に向けて高ポロイダルベータモードと負磁気シアモードの最適化を進めている。前者においては、圧力分布の最適化により高三角度配位にて規格化ベータ2.9、Hファクター2.2~2.4を維持した。定常性能は抵抗性のMHD不安定性により制限された。電子サイクロトロン波の入射による抵抗性不安定性の振幅の減少を観測した。負磁気シアモードにおいては、等価核融合エネルギー増倍率0.5を0.8秒間維持した。維持時間は安全係数の極小値が2となった時に発生するコラプスにより制限された。高三角度の負磁気シアHモードにおいて、自発電流による負磁気シア配位の維持を実証し、定常的な圧力分布及び電流分布の下でHファクター3.6、規格化ベータ2を2.7秒間維持した。Hモードプラズマへのアルゴンガスの入射により、グリンワルド密度の70%の高密度領域においてHファクター1.4を得た。

論文

Tangential CO$$_{2}$$ laser interferometer for large tokamaks

河野 康則; 長島 章; 土屋 勝彦; 軍司 操一*; 千葉 真一; 波多江 仰紀

プラズマ・核融合学会誌, 73(8), p.870 - 891, 1997/00

http://ci.nii.ac.jp/naid/110003826925

大型トカマクにおける電子密度計測を目的として、接線CO$$_{2}$$レーザ干渉計を開発した。主な内容は以下の4項目である。(1)大型トカマクにおける接線視野干渉計の成立条件の検討、(2)CO$$_{2}$$(10.6$$mu$$m)と赤外HeNe(3.39$$mu$$m)の組み合わせによる干渉計の開発、(3)CO$$_{2}$$(10.6$$mu$$m)とCO$$_{2}$$(9.27$$mu$$m)の組み合わせによるデュアルCO$$_{2}$$レーザ干渉計の開発、(4)超高精度位相比較器の開発、である。本研究により得られた成果により、デュアルCO$$_{2}$$レーザ干渉計がJT-60UだけではなくITERなど将来の大型装置にも適用可能であることが示された。

論文

TFTRのDT実験,1; DT実験の成果

藤田 隆明; 飛田 健次

プラズマ・核融合学会誌, 71(3), p.214 - 222, 1995/03

https://ci.nii.ac.jp/naid/110003827005

本論文は核融合学会誌小特集「TFTRのDT実験」の一部として、実験に参加したプラズマ実験研究者の目から見た1993年12月から1994年11月までの間のTFTRのDT実験の成果についてまとめたものである。核融合出力の向上についてはリチウムペレットの使用によりスーパーショットの領域を高プラズマ電流へと拡大し、2.7MAにおいて核融合出力10MWを達成した。アルファ粒子の損失についてはMHD不安定性がない場合には即時軌道損失で説明でき、異常な損失はなかった。アルファ粒子圧力に起因するTAE不安定性は今までのところ観測されていない。アルファ粒子が減速して生じるヘリウム灰の輸送が調べられ、核融合炉で懸念されているヘリウム灰の蓄積は観測されなかった。高ポロイダルベータ領域にて高閉じ込めのDTHモードプラズマが得られた。DTプラズマに対するICRF加熱が実証された。

論文

Steady state high performance in JT-60U

鎌田 裕; 牛草 健吉; 閨谷 譲; 内藤 磨; 小関 隆久; 河野 康則; 芳野 隆治; 久保 博孝; 藤田 隆明; 石田 真一; et al.

IAEA-CN-60/A5-5, 0, p.651 - 661, 1995/00

電流分布と圧力分布の最適化によって、ELMのあるHモード(ELMy Hモード)におけるプラズマの総合性能が大きく進歩した。n$$_{D}$$$$tau$$$$_{E}$$Ti(0)=4-5$$times$$10$$^{20}$$m$$^{-3}$$skeVの高核融合積状態を最長で1.5秒維持することに成功した。また、ブートストラップ電流とNB駆動電流の和により、I$$_{P}$$=0.5MA~1MAでの完全電流駆動を達成すると同時に、規格化ベータ値~2.8-3.2、ポロイダルベータ値2.6~3及び閉じ込め改善度=2~2.5を維持することに成功した。これらの成果は、MHD安定性の向上によるものである。

論文

Achievement of high fusion triple product in the JT-60U high $$beta$$$$_{P}$$ H mode

森 雅博; 石田 真一; 安東 俊郎; 安納 勝人; 朝倉 伸幸; 安積 正史; A.A.E.van-Blokland*; G.J.Frieling*; 藤井 常幸; 藤田 隆明; et al.

Nuclear Fusion, 34(7), p.1045 - 1053, 1994/00

https://doi.org/10.1088/0029-5515/34/7/I09
 被引用回数：32 パーセンタイル：80(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおいて、鋸歯状振動の無い高$$beta$$$$_{P}$$領域の運転にて、高閉じ込め状態の改善が達成された。すなわち、プラズマ周辺部と中心部の両方において閉じ込めが改善している状態(高ポロイダルベータHモード)を実現した。この状態では$$beta$$限界も改善しており、結果として、1.1$$times$$10$$^{21}$$m$$^{-3}$$・keV・sという世界最高の核融合積を達成した。この値は、それまでの値の約2.5倍の進展である。中心イオン温度も37keVに達し、DD反応による中性子発生率も、これまでの値の約2倍に当たる5.6$$times$$10$$^{16}$$s$$^{-1}$$に達している。本論文では、この閉じ込め改善状態(高ポロイダルベータHモード)の特性についても報告する。

論文

Non-inductively current driven H mode with high-$$beta$$$$_{N}$$ and high-$$beta$$$$_{P}$$ values in JT-60U

鎌田 裕; 牛草 健吉; 内藤 磨; 閨谷 譲; 小関 隆久; 飛田 健次; 石田 真一; 芳野 隆治; 菊池 満; 森 雅博; et al.

Nuclear Fusion, 34(12), p.1605 - 1618, 1994/00

https://doi.org/10.1088/0029-5515/34/12/I05
 被引用回数：48 パーセンタイル：80.31(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおいて、電流分布のピーク化及び圧力分布の平坦化により、ベータ限界が大幅に上昇した。さらに、定常化性能を向上することに成功し、ELMのある準定常Hモードにて、$$beta$$$$_{P}$$~2.5-3、$$beta$$$$_{N}$$~2.5-3.1、H-factor~1.8-2.2を得た。この状態は、約1秒間続き、この間、ブートストラップ電流(60%)とNB駆動電流(40%)の完全電流駆動を達成した。この時プラズマ電流0.5MA、トロイダル磁場1.5Tである。

論文

ELMy H-mode with high $$beta$$$$_{N}$$ and high $$beta$$$$_{p}$$ in JT-60U

鎌田 裕; 牛草 健吉; 内藤 磨; 閨谷 譲; 石田 真一; 藤田 隆明; 芳野 隆治; 菊池 満; 森 雅博; 二宮 博正

Plasma Physics and Controlled Fusion, 36, p.A123 - A128, 1994/00

https://doi.org/10.1088/0741-3335/36/7A/015
 被引用回数：32 パーセンタイル：70.26(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60UにおけるELMのあるHモードの報告を行う。特に、プラズマ電流分布、圧力分布、安全係数の制御により、ELMのある準定常Hモードにおいて、ポロイダルベータ値~3,規格化ベータ値~3,閉じ込め改善度(Hファクター)~2を維持することに成功した。また、この時、中性粒子入射電流駆動と、ブートストラップ電流の複合による完全電流駆動を達成した。

報告書

Review of JT-60U experimental results from January to October, 1992

JT-60チーム

JAERI-M 93-057, 379 Pages, 1993/03

JAERI-M-93-057.pdf:14.27MB

JT-60Uは、平成4年1月から10月の実験期間において、世界最高のイオン温度38keV、中性子発生量2.8$$times$$10$$^{16}$$個/秒、核融合積4.4$$times$$10$$^{20}$$m$$^{-3}$$・秒・keVを実現した。本報告はこの間の実験に関する統合報告であり、以下の項目(1)HモードとLモード特性、(2)高ポロイダルベータ放電の閉じ込め性能(3)プラズマ中の輸送研究(4)不純物とダイバータ特性(5)電流駆動の研究(6)高速イオンの研究(7)ディスラプションとプラズマ制御(8)電磁流体特性(9)計測装置の進展(10)加熱及び電流駆動機器の進展状況について述べたものである。

論文

A Method for mapping plasma operational space within the engineering constraints of the poloidal field coil system in a tokamak reactor

西尾 敏; 新谷 吉郎*

Fusion Technology, 19, p.86 - 94, 1991/01

トカマク装置においてポロイダル磁場コイルシステムが許容するプラズマ運転領域の作成方法を確立した。ここでプラズマの運転領域はポロイダル磁場コイルから供給される磁束量、ポロイダルベータ値およびプラズマ電流の3つのパラメータによって定義されたものとする。一方コイル系の工学的設計条件としては最大許容磁場、電流密度および応力をとりあげた。本手法の確立により装置のもつcapability検討およびflexibilty検討が迅速になされるようになった。

論文

Diamagnetic measurement of JFT-2 plasma heated by neutral beam injection

前野 勝樹; 仙石 盛夫; 山本 新; 鈴木 紀男; 山内 俊彦; 川島 寿人; 三浦 幸俊

Japanese Journal of Applied Physics, 23(9), p.1236 - 1240, 1984/00

https://doi.org/10.1143/JJAP.23.1236
 被引用回数：2 パーセンタイル：20.58(Physics, Applied)

JFT-2プラズマを中性粒子入射によって加熱し、プラズマのポロイダルベータ値をプラズマの反磁性を利用して測定した。プラズマによる磁束の変化は、トロイダルコイルを流れる微少電流を測定することによって求めた。微少電流のトロイダルコイル電流に対する比は(2~3)$$times$$10$$^{-}$$$$^{4}$$程度である。反磁性測定で求めたポロイダルベータ値は磁気およびエネルギー分布から求めたそれとよく一致している。ポロイダルベータ値はプラズマに入射された正味のパワーに対して直線的に上昇する。粒子入射加熱における効率は、現在のところジュール加熱におけるそれより低い。

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