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福田 武司; JT-60チーム
Fusion Engineering and Design, 46(2-4), p.337 - 345, 1999/00
被引用回数：7 パーセンタイル：49.64(Nuclear Science & Technology)現在の炉心プラズマ実験を核融合炉に外挿するためにはプラズマ諸量の実時間制御が重要な要件となる。一昨年に臨界プラズマ条件を達成したJT-60Uでは、フィードバック制御を用いた高性能放電の準定常維持に焦点を当てた研究開発を積極的に進めてきた。その結果、電子密度と中性子発生率のフィードバック制御を用いた負磁気シア放電で、高い閉じ込め性能と規格化ベータ値を4.3秒間維持することに成功した。また、加熱入力分布の指標となる中性子発生率の制御が、電磁流体力学的に安定な領域にプラズマを再現性良く維持するのに有効であることを世界で初めて示すとともに、制御手法を最適化することによって一昨年を上回る等価エネルギー増倍率を得た。さらに、放射冷却ダイバータの生成と高い閉じ込め性能の両立維持を目指したダイバータの放射損失量と中性子発生率の複合制御実験の結果についても報告する。
伊丹 潔; 細金 延幸; 木島 滋; 櫻井 真治; 朝倉 伸幸; 東島 智; 逆井 章; 玉井 広史; 嶋田 道也
Journal of Nuclear Materials, 266-269, p.1097 - 1102, 1999/00
被引用回数：14 パーセンタイル：70.45(Materials Science, Multidisciplinary)ITERをはじめとした大型核融合プラズマ装置において、高いダイバータ熱流束密度条件下で放射冷却ダイバータプラズマを生成するためには不純物ガスの注入が必須であると、考えられている。JT-60Uに新たに設置されたW型ポンプダイバータを用いた実験において、注入不純物であるネオンが効果的に排気制御できることが実証された。従来までのダイバータ実験では、注入不純物を排気してしまうと放射冷却ダイバータを維持できなかったが、JT-60Uにおいては、炭素不純物によるMARFEを維持しながらネオンを排気することに成功した。ELMy H-modeプラズマにおいて最大NB加熱パワー25MWで実験が行われた。
櫻井 真治; 細金 延幸; 正木 圭; 児玉 幸三; 笹島 唯之; 岸谷 和廣*; 高橋 昇竜*; 清水 勝宏; 秋野 昇; 三代 康彦; et al.
Fusion Engineering and Design, 39-40, p.371 - 376, 1998/00
被引用回数：5 パーセンタイル：44.25(Nuclear Science & Technology)現在、改造工事が進められている、JT-60Uのダイバータ改造の設計及び工事の概要について発表する。既存の真空容器、ポロイダルコイルを利用し、各種の実験配位へ対応可能なこと、放射冷却ダイバータプラズマの形成と制御及び主プラズマへの中性粒子逆流の低減により高閉じ込め性能とダイバータへの熱流低減を両立することを目標として、コンパクトなW型構造を採用した。既設のNBIクライオポンプに排気速度可変機構を付加した排気系とガス供給系の増力、配置最適化により粒子制御機能を実現する。真空容器内での作業性、保守性、拡張性及び熱応力低減の観点から、分割式の基本構造を採用した。バックル板の隙間を絶縁スライド式のガスシールで塞ぎ中性粒子の漏れを低減する。ハロー電流を含めた電磁力、構造解析により全体の健全性を確認している。据付前に真空容器変形量の精密測定を行い、要求される設置精度を確保している。
玉井 広史; 木島 滋; 細金 延幸; 朝倉 伸幸; 坂田 信也; 齋藤 直之; 秋葉 賢一*; 赤坂 博美; 川俣 陽一; 栗原 研一
Fusion Engineering and Design, 39-40, p.163 - 167, 1998/00
被引用回数：9 パーセンタイル：60.32(Nuclear Science & Technology)ダイバータ部のボロメータ信号を用いてダイバータ領域に注入するガスパフ量のフィードバック制御を行い、放射冷却ダイバータを定常に維持した。このとき、全加熱入力の40%に当たる6MWのダイバータ放射損失が、約3秒間ほぼ一定値に保たれた。一方、放射損失を加熱入力の50%以上にすると、MARFEが発生して急激に増加し、帰還制御が困難となった。放射損失量の制御領域を広げるためには、パフするガスの種類や入力に用いるボロメータ信号の選択など、各種のパラメータの最適化を行う必要がある。来年度予定されている改造ダイバータでは、ガスの補給だけでなく排気も組み合わせた広範な圧力領域での運転制御が可能になると考えられる。
逆井 章; JT-60チーム
Proceedings of 17th IEEE/NPSS Symposium Fusion Engineering (SOFE'97), 1, p.18 - 25, 1998/00
JT-60Uでは定常トカマク炉の物理基礎の確立及びITER物理R&Dへの貢献を目的として、閉じ込め向上、放射冷却ダイバータ、非誘導電流駆動を中心に研究を進めている。高
放電の性能向上により高いブートストラップ電流を誘起し、効果的な定常運転が可能となった。負磁気配位は急勾配な圧力分布に起因する高いブートストラップ電流を産み出すため、先進的定常運転シナリオとして注目される。負磁気シア放電の定常化の課題は崩壊の回避とMHD安定化の描像を明らかにすることである。負イオン源NB入射による電流駆動実験を行い、高い電流駆動効率を得ると共に、完全電流駆動での定常運転を目指す。1997年2月から5月にかけてW型ポンプ付ダイバータへの改造工事を行い、6月から放射冷却ダイバータと高閉じ込め性能との両立を図る実験を行っている。ダイバータ排気により密度制御性能及びダイバータの放射損失を増大させた。
竹永 秀信; 清水 勝宏; 伊丹 潔; 久保 博孝; 細金 延幸; 杉江 達夫; 東島 智; 朝倉 伸幸; 逆井 章; 嶋田 道也; et al.
NIFS-DATA-39, p.15 - 34, 1997/01
最近のJT-60Uにおけるダイバータ研究について、特に原子・分子過程に関連したものを報告する。まず最初に、重水素およびヘリウム粒子の挙動について報告する。ここでは、D
、HeIのスペクトル測定および発光強度分布測定結果をモンテカルロシミュレーションを用いて解析した。次に炭素の挙動について報告する。炭素の発生、輸送機構を取り入れたモンテカルロシミュレーションとCIIおよびCIVの発光強度分布との比較を行い、高密度領域での化学スパッタの重要性を示した。またCDバンド発光強度の測定から化学スパッタの発生率を評価した。上記シミュレーションでは、CIIIの発光強度が測定結果と異なっており、それを説明するために準安定励起状態を考慮したモデルを提唱した。さらにNeパフを用いた放射冷却ダイバータ実験、ヘリウム線強度比を用いた電子密度・温度測定について述べる。
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。
逆井 章
プラズマ・核融合学会誌, 72(9), p.884 - 893, 1996/09
プラズマ・核融合学会誌の小特集として企画された「最近のダイバータ研究の動向」の第5章で、JT-60U及びJFT-2Mの最近のダイバータ研究結果及び実験計画について述べる。JT-60Uでは、ITER物理R&Dに関した研究に重点を置いてダイバータ研究を行っている。トカマク型核融合炉の成立には、熱流・粒子制御及び不純物制御の機能を有する低温高密度ダイバータが必要不可欠である。JT-60Uの最近の成果として、放射冷却ダイバータの生成、放射損失の分光的研究、不純物発生機構の解明、ELMパルスの緩和、境界プラズマのデータベース、ヘリウムの輸送・排気についての研究が進展している。JFT-2Mではクローズ化ダイバータ改造が終了し、低温高密度ダイバータ生成の実験を行っている。JT-60UではW型排気付ダイバータの改造を97年に行い、定常的な放射冷却ダイバータの生成と主プラズマの高性能化を目指す。
朝倉 伸幸; 細金 延幸; 辻-飯尾 俊二*; 伊丹 潔; 清水 勝宏; 嶋田 道也
Nuclear Fusion, 36(6), p.795 - 813, 1996/00
被引用回数：41 パーセンタイル：76.49(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60UのLモード高密度放電における放射冷却ダイバータで、トロイダル磁場反転がもたらすダイバータ・プラズマ(イオン電流、電子温度、イオン化領域、放射損失分布)への影響を解明した。トロイダル磁場の方向はスクレイプオフ層での熱・粒子の輸送に大きく影響を及ぼし、内外ダイバータでの非対称性を決定する。ダイバータ部でMARFEが発生しない領域での運転に限っては、ダイバータ部での放射損失は同程度であり、ダイバータ板上で内外対称な熱流束分布を得る磁場反転運転が有利である。これに対しMARFE中は、エネルギー閉じこめの劣化や不純物の主プラズマへの混入は同程度であるが、順方向運転の場合だけ放射損失ピータがセパラトリクス・ヌル点付近に維持でき、ダイバータプラズマが完全なデタッチメントに至らないため、ダイバータ部で粒子排気を行うためには有利である。
森 雅博; JT-60チーム
Plasma Physics and Controlled Fusion, 36(SUPPL 12B), p.B181 - B191, 1994/12
被引用回数：5 パーセンタイル：20.48(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uでは、高閉じ込め状態を定常維持する制御技術の開発・実証を目的として実験研究を進めている。閉じ込め性能の改善に関しては、プラズマ内部で閉じ込め改善のある高モードと周辺部で改善のあるHモードを重畳して、プラズマ全体にわたって閉じ込め改善がある高Hモードを実現し、世界最高の核融合積を達成した。本発表では、この高Hモードの閉じ込め改善機構に関する最近の研究進展、このモードの制御法、ELMを利用した密度制御の最適化による定常運転に関する成果、核融合炉で問題となるHe灰の制御性、Hモードとの関係等について報告する。このような高閉じ込め状態を定常維持するためには、非誘導電流駆動による電流分布の定常制御、放射冷却ダイバータによる熱制御、粒子制御が重要であり、この研究に関する最近の成果を報告する。合わせて、今後の研究計画の紹介を行なう。
