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論文

Onset and evolution of $$m/n$$=2/1 neoclassical tearing modes in high-$$beta$$$$_{rm p}$$ mode discharges in JT-60U

諫山 明彦; 松永 剛; 平野 洋一*; JT-60チーム

Plasma and Fusion Research (Internet), 8, p.1402013_1 - 1402013_8, 2013/03

JT-60Uにおける$$m/n$$=2/1の新古典テアリングモード(NTM)の発生と成長に関して、類似の放電条件のデータを解析した($$m$$はポロイダルモード数、$$n$$はトロイダルモード数)。その結果、約80%の放電においては明確なトリガー事象がなく成長していて、残りは$$m/n$$=2/1有理面でのコラプスによりトリガーされていることがわかった。前者では規則的な磁場揺動が徐々に増大するが、後者では発生時から振幅が大きく振動は不規則である。また、コラプスにより電子温度が20%程度変化するものは2/1NTMをトリガーするが、より小さいコラプス(電子温度の変化が7%)ではNTMをトリガーしないことがわかった。このことはNTMをトリガーするためのコラプスの大きさに閾値があることを示唆している。このコラプスの発生領域や時間変化は、以前観測されたBarrier Localized Modeに類似している。

論文

Progress in development of the advanced Thomson scattering diagnostics

波多江 仰紀; Howard, J.*; 海老塚 昇*; 吉田 英次*; 中塚 正大*; 藤田 尚徳*; 成原 一途*; 山田 一博*; 舟場 久芳*; 平野 洋一*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 227, p.012002_1 - 012002_6, 2010/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:29.02

We have developed new technologies for an advanced Thomson scattering diagnostics to meet various requirements for understanding physical phenomena in fusion plasmas. These technologies for the advanced Thomson scattering diagnostics may contribute future Thomson scattering diagnostics. For example, a polarization interferometer is applicable for T$$_{e}$$ measurement with wide range and imaging measurement. A multipass Thomson scattering and high average power laser employing SBS-PCM may improve the S/N ratio and repetition rate for the measurement, and allows measurement with high spatial resolution. An SBS-PC is a promising technology for LIDAR to generate short laser pulse. A Cr, Nd:YAG will be used for high-efficiency and high average power laser system. Fully relativistic formulae will contribute to the spectrum analysis with wide Te range. A guideline to optimize wavelength channels will be useful for a design of spectrometer.

論文

Development of polarization interferometer for Thomson scattering diagnostics in JT-60U

波多江 仰紀; Howard, J.*; 海老塚 昇*; 平野 洋一*; 小口 治久*; 北村 繁; 佐久間 猛; 濱野 隆

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.680 - 684, 2009/09

フーリエ変換分光の手法をトムソン散乱計測に初めて導入し、電子温度・密度測定の測定性能を向上させる手法を確立することを目指して、トムソン散乱のための偏光干渉計を開発中である。逆磁場ピンチ装置TPE-RXにおいて、既存のYAGレーザートムソン散乱システムを利用し、本計測手法の原理実証試験を行った。既存の干渉フィルターポリクロメーターと偏光干渉計を交互に用い、空間1点(プラズマ中心近傍)の電子温度の測定を行った結果、双方でほぼ同様の電子温度を得て、本方式による有効性を実証した。次のステップとして、本方式の実用性を実証するために、JT-60Uのための多チャンネル偏光干渉計を開発中である。ルビーレーザーによるトムソン散乱光をウォラストンプリズムへ入射し、結晶内の光路長を空間的に変化させることにより、インターフェログラムをICCD検出器で測定する。各種光源を用いた較正試験では、光源の波長に応じたインターフェログラムが取得でき、FFT処理を行うことによりスペクトルの再構成を行うことができた。

論文

Neoclassical tearing mode control using electron cyclotron current drive and magnetic island evolution in JT-60U

諫山 明彦; 松永 剛; 小林 貴之; 森山 伸一; 大山 直幸; 坂本 宜照; 鈴木 隆博; 浦野 創; 林 伸彦; 鎌田 裕; et al.

Nuclear Fusion, 49(5), p.055006_1 - 055006_9, 2009/05

 被引用回数:52 パーセンタイル:9.7(Physics, Fluids & Plasmas)

本論文では、JT-60Uにおける電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)を用いた新古典テアリングモード(NTM)の安定化に関して述べている。$$m/n=2/1$$のNTMを完全に安定化するために必要な最小の電子サイクロトロン(EC)波パワーを実験的に調べた結果、JT-60Uの実験条件では、NTM発生位置におけるEC駆動電流密度と自発電流密度との比が約0.4-0.5であることがわかった。また、$$m/n=2/1$$のNTMの回転に同期してECCDを変調した結果、変調しない場合に比べ2倍以上安定化効果が大きいことがわかった。また、磁気島のX点に入射した場合はNTMが不安定化されることが実験的に初めて観測された。さらに、変調の位相と安定化効果に関するモデル計算の結果と比較した結果、実験結果とおおむね一致することがわかった。

論文

Development of polarization interferometer based on Fourier transform spectroscopy for Thomson scattering diagnostics

波多江 仰紀; Howard, J.*; 平野 洋一*; 内藤 磨; 中塚 正大*; 吉田 英次*

Plasma and Fusion Research (Internet), 2, p.S1026_1 - S1026_5, 2007/11

核融合プラズマの電子温度・密度分布を測定するトムソン散乱では、散乱スペクトルの分光器として従来、回折格子を用いた分光器や干渉フィルターを用いたフィルターポリクロメータが使われてきた。これらの手法では、スループットが小さい、相対波長感度較正が必要といった課題がある。近年、フーリエ分光に基づく偏光干渉計をトムソン散乱へ応用することが提案され、この手法は上記の課題を改善できる可能性がある。本研究ではこの手法の原理実証のため、トムソン散乱計測のための偏光干渉計を開発中である。この手法では、干渉計の遅延光路長を適切に選んだとき、トムソン散乱光のコヒーレンスが電子温度と電子密度の関数で表現できることから、干渉信号強度から電子温度と電子密度が評価できる。JT-60での本格的な測定に先立ちTPE-RXで初期的な測定実験を行う予定である。プロトタイプの分光器では、TPE-RXの運転領域にあわせて、100$$sim$$1000eVの電子温度レンジ,5$$times$$10$$^{18}$$m$$^{3}$$以上の電子密度をターゲットとして設計を行った。

論文

会議報告; 第19回IAEA核融合エネルギー

井手 俊介; 岡田 浩之*; 平野 洋一*; 藤堂 泰*; 乗松 孝好*; 力石 浩孝*

プラズマ・核融合学会誌, 79(1), p.65 - 69, 2003/01

2002年10月14日$$sim$$19日にフランス、リヨンで開催された第19回IAEA核融合エネルギー会議の発表内容に関する報告である。本会議は二年に一度開催されるプラズマ・核融合研究における最大の国際会議である。今回は約400件の発表が行われた。それらについて、総括的な報告を(1)磁場閉じ込め(1.1; ITER関連,1.2; トカマク実験,1.3; ヘリカル系実験,1.4; その他の磁場閉じ込め実験,1.5; 磁場閉じ込め理論),(2)慣性核融合関係,(3)核融合装置工学関係にわけて行う。 井手は、1.1と1.2を担当執筆した。

論文

High heat load test of molybdenum

田辺 哲朗*; 藤野 道彦*; 野口 宏*; 八木 康文*; 平野 洋一*; 清水 肇*; 秋場 真人; 荒木 政則; 久保田 雄輔*; 宮原 昭*

Journal of Nuclear Materials, 200(1), p.120 - 127, 1993/03

 被引用回数:9 パーセンタイル:31.49(Materials Science, Multidisciplinary)

次期核融合実験炉用プラズマ対向機器表面材料として、幾つかの材料が検討されている。本報では、溶融型モリブデンについて、電子及びイオンビームによる熱衝撃試験を行い、溶融層の構造変化を調べた。溶融型Moは従来の粉末焼結型Moに比べ、結晶粒が大きく、延性が良いこと、不純物が少ないこと等の性質を有している。以下に主要結果を示す。(1)電子ビーム照射試験において、溶融型Moと粉末焼結型Moでは表面損傷状態に大きな違いがある。溶融型Moでは、多少の損傷は確認されたが、単結晶性は表面溶融後においても残っているのに対し、粉末焼結型Moでは、多数のクレータ痕が表面に生じた。これは、粉末焼結型Mo内に残っている不純物ガスによるものと考えられる。(2)電総研核融合実験装置において、Moリミターを採用したことにより、従来得られていた黒鉛リミターでのプラズマ閉じ込め特性と比べ、その特性が改善された。

口頭

TPE-RXにおけるトムソン散乱計測のためのフーリエ分光器の開発

波多江 仰紀; Howard, J.*; 平野 洋一*; 小口 治久*; 内藤 磨; 北村 繁

no journal, , 

トムソン散乱計測では、レーザーによる電子の散乱光のドップラー広がりを分光分析することにより、プラズマの電子温度・密度を測定する。散乱光の分光では、これまでに回折格子による分光器や干渉フィルターを用いたポリクローメータが用いられてきた。一方、分光器としてこれらの分光方式と異なる、フーリエ分光に基づく偏光干渉計が提案されている。本研究では、フーリエ分光に基づく偏光干渉計の原理実証のために、トムソン散乱計測用の偏光干渉計を開発中である。この方式では、比較的高いスループットが期待でき、少ない検出器で広い温度範囲をカバーできる可能性がある。本方式の原理実証試験は、逆磁場ピンチ装置TPE-RX(T$$_{e}$$$$<$$1keV, n$$_{e}$$$$<$$5$$times$$10$$^{19}$$m$$^{-3}$$)で実施予定であり、TPE-RXの運転パラメタに合わせて偏光干渉計の設計を行った。T$$_{e}$$$$<$$1keVの温度領域で干渉信号のコントラストが最大となるよう、光路差を与える複屈折板(水晶板)の厚みは0.555mmとした。黒体放射炉を用いた予備試験では、黒体温度を1000$$^{circ}$$Cから1500$$^{circ}$$Cまで変化させ、放射光の干渉信号を測定したところ理論値とほぼ一致し、本方式の原理実証の見通しを得た。講演では近日実施予定のTPE-RXにおける原理実証試験の準備状況を述べる。

口頭

フーリエ分光に基づくトムソン散乱計測のための偏光干渉計の開発

波多江 仰紀; Howard, J.*; 平野 洋一*; 小口 治久*; 内藤 磨; 北村 繁

no journal, , 

トムソン散乱計測では、レーザーによる電子の散乱光のドップラー広がりを分光分析することにより、プラズマの電子温度・密度を測定する。散乱光の分光では、これまでに回折格子による分光器や干渉フィルターを用いたポリクローメータが用いられてきた。一方、分光器としてこれらの分光方式と異なる、フーリエ分光に基づく偏光干渉計が提案されている。本研究では、フーリエ分光に基づく偏光干渉計の原理実証のために、トムソン散乱計測用の偏光干渉計を開発中である。この方式では、比較的高いスループットが期待でき、少ない検出器で広い温度範囲をカバーできる可能性がある。本方式の原理実証試験は、逆磁場ピンチ装置TPE-RX(T$$_{e}$$$$<$$1keV, n$$_{e}$$$$<$$5$$times$$10$$^{19}$$m$$^{-3}$$)で実施予定であり、TPE-RXの運転パラメタに合わせて偏光干渉計の設計を行った。T$$_{e}$$$$<$$1keVの温度領域で干渉信号のコントラストが最大となるよう、光路差を与える複屈折板(水晶板)の厚みは0.555mmとした。黒体放射炉を用いた予備試験では、黒体温度を1000$$^{circ}$$Cから1500$$^{circ}$$Cまで変化させ、放射光の干渉信号を測定したところ理論値とほぼ一致し、本方式の原理実証の見通しを得た。講演では近日実施予定のTPE-RXにおける原理実証試験の初期結果について発表する予定である。

口頭

Development of polarization interferometer based on Fourier transform spectroscopy for Thomson scattering in TPE-RX

波多江 仰紀; Howard, J.*; 平野 洋一*; 小口 治久*; 内藤 磨; 北村 繁

no journal, , 

トムソン散乱光の分光では、これまでに回折格子による分光器や干渉フィルターを用いたポリクローメータが用いられてきた。一方、分光器としてこれらの分光方式と異なる、フーリエ分光に基づく偏光干渉計が提案されている。そこで、本研究では、フーリエ分光に基づく偏光干渉計の原理実証のために、トムソン散乱計測のための偏光干渉計を開発した。この方式は、比較的高いスループットが期待でき、少ない検出器で広い温度範囲をカバーできる特徴を持つ。本方式の原理実証試験は、逆磁場ピンチ装置TPE-RX(T$$_{e}$$$$<$$1keV, n$$_{e}$$$$<$$5$$times$$10$$^{19}$$m$$^{-3}$$)で実施した。TPE-RXの運転パラメタに合わせて偏光干渉計の設計を行った。T$$_{e}$$$$<$$1keVの温度領域で干渉信号のコントラストが最大となるよう、光路差を与える複屈折板(水晶板)の厚みは0.6mm近傍とした。黒体放射炉を用いた予備試験では、黒体温度を1000$$^{circ}$$Cから1500$$^{circ}$$Cまで変化させ、放射光の干渉信号を測定したところ理論値とほぼ一致し、本方式の原理実証の見通しを得た。TPE-RXにおける原理実証試験の初期結果として、本計測法による電子温度の測定を行い、既存のポリクロメータによる測定値とほぼ一致する結果を得た。これにより本計測法の有効性を実証することができた。

口頭

JT-60におけるトムソン散乱計測用フーリエ変換分光器の開発

波多江 仰紀; Howard, J.*; 平野 洋一*; 小口 治久*; 北村 繁

no journal, , 

フーリエ変換分光の手法をトムソン散乱計測に初めて導入し、電子温度・密度測定の測定性能を向上させる手法を確立することを目指して、トムソン散乱のための偏光干渉計を開発中である。逆磁場ピンチ装置TPE-RXにおいて、既存のYAGレーザートムソン散乱システムを利用し、本計測手法の原理実証試験を行った。既存の干渉フィルターポリクロメーターと偏光干渉計を交互に用い、空間1点(プラズマ中心近傍)の電子温度の測定を行った結果、ショットの再現性,検出器回路ノイズ及び較正に問題が残るが、ほぼ同様の電子温度を得て、本方式による有効性を実証した。次のステップとして、本方式の実用性を実証するために、JT-60のための多チャンネル偏光干渉計を設計中である。光ファイバーからの拡散光(ルビーレーザーによるトムソン散乱光)を複屈折結晶へ入射し、結晶内の光路長を空間的に変化させることにより、強度の光路長による関数形(インターフェログラム)をICCD検出器で測定し、それをフーリエ変換することによりトムソン散乱スペクトルを求めることを検討している。

口頭

JT-60Uにおける電子サイクロトロン電流駆動による新古典テアリングモード安定化

諫山 明彦; 松永 剛; 小林 貴之; 森山 伸一; 大山 直幸; 坂本 宜照; 鈴木 隆博; 浦野 創; 林 伸彦; 鎌田 裕; et al.

no journal, , 

ITERの標準運転やハイブリッド・シナリオ運転のように、正磁気シアでかつ$$q$$=1.5や2のような低$$m/n$$有理面で圧力勾配が高くなる可能性のあるプラズマにおいては新古典テアリングモード(NTM)が発生する可能性がある($$m$$はポロイダルモード数, $$n$$はトロイダルモード数)。NTMを能動的に安定化する手法としては、NTMに起因する磁気島に局所的に電子サイクロトロン(EC)波を入射して電流駆動(ECCD)を行いNTMにより失われた電流を補うことが最も効果的であると考えられ、ITERにおいてもこのシナリオが想定されている。JT-60Uでは、$$m/n=2/1$$のNTMを完全に安定化するために必要な最小EC駆動電流に関し、ECCD分布幅の異なる2領域において、自発電流密度とEC駆動電流密度との比が0.4程度であることを示した。また、入射EC波を約5kHzで変調して磁気島のO点のみにECCDを行った結果、無変調時に比べ磁気島の減衰速度・減衰量が2倍程度以上大きいことが明らかになった。

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