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松永 剛; 武智 学; 櫻井 真治; 鈴木 康浩*; 井手 俊介; 浦野 創
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1113 - 1117, 2015/10
被引用回数：21 パーセンタイル：81.98(Nuclear Science & Technology)JT-60SA is designed and under construction as fully superconducting tokamak under a combined project of the ITER satellite tokamak program of EU-JA (Broader Approach Activities) and the Japanese national program. One of the main purposes of JT-60SA is the steady-state high-beta operation above the ideal no-wall beta limit. To achieve this, we have designed in-vessel coils, thus error filed correction coils (EFCCs) for a correction of magnetic error fields that affect plasma initiation and induce magnetic island locking. We will report the design of the EFCC in JT-60SA from an engineering and a physics points of view.
本多 充; 佐竹 真介*; 鈴木 康浩*; 吉田 麻衣子; 林 伸彦; 神谷 健作; 松山 顕之; 篠原 孝司; 松永 剛; 仲田 資季; et al.
Nuclear Fusion, 55(7), p.073033_1 - 073033_11, 2015/07
被引用回数：9 パーセンタイル：37.78(Physics, Fluids & Plasmas)The integrated simulation framework for toroidal momentum transport is developed, which self-consistently calculates the neoclassical toroidal viscosity (NTV), the radial electric field 
and the resultant toroidal rotation 
together with the scrape-off-layer(SOL)-physics based boundary model. The coupling of three codes, the 1.5D transport code, TOPICS, the 3D equilibrium code, VMEC and the 3D 
drift-kinetic equation solver, FORTEC-3D, makes it possible to calculate the NTV due to the non-axisymmetric perturbed magnetic field caused by toroidal field coils. Analyses reveal that the NTV significantly influences in JT-60U and holds the key to determine the NTV profile. The sensitivity of the profile to the boundary rotation necessitates a boundary condition modelling for toroidal momentum. Owing to the high-resolution measurement system in JT-60U, the gradient is found to be virtually zero at the separatrix regardless of toroidal rotation velocities. Focusing on , the boundary model of toroidal momentum is developed in conjunction with the SOL/divertor plasma code D5PM. This modelling realizes self-consistent predictive simulations for operation scenario development in ITER.
本多 充; 佐竹 真介*; 鈴木 康浩*; 松永 剛; 篠原 孝司; 吉田 麻衣子; 松山 顕之; 井手 俊介; 浦野 創
Nuclear Fusion, 54(11), p.114005_1 - 114005_14, 2014/11
被引用回数：16 パーセンタイル：58.21(Physics, Fluids & Plasmas)A cooperation framework for analyses and predictions of the neoclassical toroidal viscosity (NTV) and the resultant toroidal flow is developed among the TOPICS, VMEC and FORTEC-3D codes. With the real geometry in JT-60U taken into account, it is found that the NTV is one of the cardinal torque sources especially in the edge region irrespective of the insertion of the ferritic steel tiles (FSTs) that reduce the toroidal field ripple amplitude and it is essential to numerically reproduce the measured toroidal rotation profile in the edge. The up-down asymmetric component of the NTV is damped due to the FSTs and the NTV profile correlates with the profile of the radial electric field . Predictive simulations for JT-60SA H-mode scenarios are also performed to investigate the effects of the NTV on toroidal rotation. The NTV reversal is observed in the pedestal region where the steep pressure gradient is formed, due to the dependence of the NTV on .
本多 充; 佐竹 真介*; 鈴木 康浩*; 吉田 麻衣子; 林 伸彦; 神谷 健作; 松山 顕之; 篠原 孝司; 松永 剛; 仲田 資季; et al.
Proceedings of 25th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2014) (CD-ROM), 8 Pages, 2014/10
The integrated framework for toroidal momentum transport is developed, which self-consistently calculates the neoclassical toroidal viscosity (NTV), the radial electric field and resultant toroidal rotation together with the scrape-off-layer (SOL) physics-based boundary model. The coupling of three codes, TOPICS, VMEC and FORTEC-3D, can calculate rotation caused by the NTV due to the non-axisymmetric perturbed magnetic field caused by toroidal field coils. It is found that the NTV influences toroidal rotation in JT-60U and holds the key to determine the NTV profile. The sensitivity of the toroidal rotation profile to the boundary rotation necessitates the boundary condition modeling. From the measurement in JT-60U, the gradient is found to be insensitive at the separatrix. Focusing on , the boundary model of toroidal momentum is developed in conjunction with the SOL/divertor plasma code. This modeling realizes self-consistent predictive simulations for operation scenario development in ITER.
本多 充; 佐竹 真介*; 鈴木 康浩*; 松永 剛; 井手 俊介; 吉田 麻衣子; 林 伸彦
Europhysics Conference Abstracts (Internet), 37D, p.P1.182_1 - P1.182_4, 2013/07
For simulations of toroidal rotation with the neoclassical toroidal viscosity (NTV) included, the framework of the collaborative execution of the integrated code TOPICS with the 3D equilibrium code VMEC and the 3D neoclassical transport code FORTEC-3D has been developed. In tokamaks, toroidally-asymmetric components of the magnetic field exist and they produce the neoclassical toroidal viscosity. The neoclassical toroidal viscosity damps or sometimes accelerates toroidal rotation towards a certain rotation level, called the offset rotation. The contribution of the neoclassical toroidal viscosity to toroidal rotation has been investigated in JT-60SA plasmas. The simulations show that even the smaller ripple amplitude produces a non-negligible amount of the NTV torque that is almost comparable to the NBI torque.
居田 克巳; 神谷 健作; 鈴木 康浩*
プラズマ・核融合学会誌, 89(5), p.319 - 327, 2013/05
LHDにおける荷電交換分光計測による周辺径電場計測に基づく最外殻磁気面位置(LCFS)の新しい決定手法について解説する。われわれは、周辺電場シアーの極大値位置が真空磁場のLCFSと近い位置付近に常に存在することを1%以下の低ベータプラズマで観測した。そこで、電場シアーの極大値位置が実効的なLCFS位置に対応するという仮説を立て、それを実証するために、広範囲のパラメータスキャン実験を実施し、ベータの上昇とともに電場シアーの極大値位置の外側へのシフトを確認し、約3%までの高ベータプラズマでも本手法が適用可能であることを見いだした。これは、LCFS近傍における開いた磁気面では電子損失によって正電場構造が形成されているためと考えられる。3次元MHD平衡計算による磁力線の連結長との比較についても言及する。
神谷 健作; 居田 克巳*; 吉沼 幹朗*; 鈴木 千尋*; 鈴木 康浩*; 横山 雅之*; LHD実験グループ*
Nuclear Fusion, 53(1), p.013003_1 - 013003_9, 2013/01
被引用回数：18 パーセンタイル：59.01(Physics, Fluids & Plasmas)本研究ではLHDにおけるCXS計測による周辺径電場計測に基づく最外殻磁気面位置(LCFS)の新しい決定手法について提案する。われわれは周辺電場シアの最大値位置が真空磁場のLCFSから数cm外側にあることを1%以下の低ベータプラズマにて確認した。さらにパラメータスキャン実験によって、約3%程度までの高ベータプラズマでも適用可能であることを見いだした。また、3%から5%の超高ベータ領域では、有限ベータ効果に起因すると考えるLCFSの外向きシフトに飽和傾向が観測された。開いた磁気面における電子損失の観点からLCFS近傍における正電場構造が形成されていると考えられ、トムソン散乱計測による磁気軸位置及び電子系蓄積エネルギーの99%位置との比較についても言及している。
鈴木 徹也*; 山中 啓輔*; 石野 まゆ子*; 篠原 康浩*; 長井 健介*; 津留 英司*; 徐 平光
鉄と鋼, 98(6), p.262 - 266, 2012/06
The work-hardening characteristics of anisotropic tensile deformations and the corresponding residual strain changes of pre-strained ferritic steels without and with ageing treatment were investigated by using angle dispersive neutron diffraction and electron back-scattering diffraction. The plastic deformation along the pre-strained direction leads to evident work-hardening at the beginning stage, showing discontinuous yielding behavior. Comparably, the plastic deformation perpendicular to the pre-strained direction shows continuously yielding. The tensile and compressive residual strains were found in the 
200
and 110 grains along the pre-strained direction, respectively. It is also found that the difference in various oriented grains after strain ageing become more evident along the pre-strained direction but smaller perpendicular to the pre-strained direction, revealing a higher work hardening capability in the former case than in the latter case.
関 良輔*; 松本 裕*; 鈴木 康浩*; 渡邊 清政*; 濱松 清隆; 板垣 正文*
Plasma and Fusion Research (Internet), 5, p.014_1 - 014_3, 2010/06
大型ヘリカル装置における高ベータプラズマを対象に、垂直方向への中性粒子入射によって生成される高速イオンの挙動を、モンテカルロ法によるクーロン衝突を模擬するドリフト軌道追跡法を用いて研究を行った。従来の数値解析では最外郭磁気面の外側での軌道追跡が行えないため、イオンが最外郭磁気面を横切るときにイオンは損失すると仮定していた。本研究では、最外郭磁気面の外側での軌道追跡を可能にし真空容器壁に到達したときにイオンが損失するとした。その結果、プラズマ領域から最外郭磁気面を横切って真空領域に出たイオンの中で、再び最外郭磁気面を横切ってプラズマ領域に戻るイオンの割合が大きく、イオンの閉込めが大きく改善されることを示した。
近藤 育朗; 木村 豊秋; 米川 出; 栗原 研一; 高橋 実; 相川 裕史; 細金 延幸; 芳野 隆治; 二宮 博正; 川俣 陽一; et al.
Fusion Engineering and Design, 5, p.69 - 84, 1987/00
被引用回数：9 パーセンタイル：66.19(Nuclear Science & Technology)JT-60の制御系は、電源、本体、計測装置など各構成設備毎の制御系全体を総括する全系制御設備とからなる。
畠山 昭一*; 筒井 広明*; 飯尾 俊二*; 嶋田 隆一*; 柴田 欣秀; 大野 哲靖*; 秋山 毅志*; 鈴木 康浩*; 渡邊 清政*
no journal, ,
縦長断面トカマクは閉じ込めがよく高ベータ化に有利であるものの垂直方向に不安定な配位である。特にディスラプション中には垂直移動現象(VDE)が発生し、第一壁損傷の原因となる。われわれはVDE抑制のための非軸対称なサドル形状コイルを提案した。本発表では、原理実証のために設計・製作中の縦長断面な小型トカマク装置について報告する。設計ではまずトロイダル磁場のリップル低減のためにトロイダル磁場コイルの形状、配置を調整した。リップルは閉じ込めを劣化させるので、低リップル領域がプラズマの横幅を規定する。磁性体である加熱・電流駆動用の鉄芯を含んだ磁場の有限要素法解析を行った。本装置ではプラズマサイズを優先し、リップル率2%以下の領域をプラズマ生成領域とした。次にプラズマの非円形度を1.8とし、リップル率から決まる横幅と合わせて、縦長な矩形断面真空容器の寸法を決定した。垂直磁場コイルの位置は、計測ポートへのアクセスがよく、プラズマの縦長化に必要なコイル電流値を小さくするように決定した。垂直位置安定性の指標であるn-indexも計算し、位置制御性の良い円形断面プラズマでの着火電流立ち上げも成立することを確認した。
本多 充; 佐竹 真介*; 鈴木 康浩*; 松永 剛; 井手 俊介; 吉田 麻衣子; 林 伸彦
no journal, ,
For simulations of toroidal rotation driven by the neoclassical toroidal viscosity (NTV), the framework of the collaborative execution of the integrated code TOPICS with the 3D equilibrium code VMEC and the 3D neoclassical transport code FORTEC-3D has been developed. In tokamaks, toroidally-asymmetric components of the magnetic field exist and they produce the NTV. The NTV damps or sometimes accelerates toroidal rotation towards a certain rotation level, called the offset rotation. The effects of the NTV on toroidal rotation has been investigated in JT-60SA plasmas. The simulations show that even the smaller ripple amplitude produces a non-negligible amount of the NTV torque that is almost comparable to the NBI torque and significantly alters the resultant toroidal rotation profiles.
松永 剛; 鈴木 康浩*; 武智 学; 櫻井 真治; 井手 俊介; 浦野 創; JT-60SAチーム
no journal, ,
JT-60SAでは、超伝導コイル群の製作/据付精度に起因する誤差磁場や、NB入射装置の磁気シールドなどによる誤差磁場が数ガウス程度予想されている。これらの誤差磁場はプラズマ着火やMHD安定性に影響することが考えられるため、誤差磁場解析および磁力線追跡などの定量的な評価および誤差磁場補正コイルの設計を現在進めている。同時に誤差磁場補正コイルによる共鳴磁場摂動(RMP)によるELM制御もその応用として検討している。本講演ではこれらの詳細について紹介する。
本多 充; 佐竹 真介*; 鈴木 康浩*; 松永 剛; 篠原 孝司; 吉田 麻衣子; 松山 顕之; 井手 俊介; 浦野 創
no journal, ,
A cooperation framework for analyses and predictions of the neoclassical toroidal viscosity (NTV) and the resultant toroidal flow is developed among the TOPICS, VMEC and FORTEC-3D codes. With the real geometry in JT-60U taken into account, it is found in JT-60U that the NTV is one of the cardinal torque sources especially in the edge region irrespective of the insertion of the ferritic steel tiles (FSTs) that reduce the toroidal field ripple amplitude and it is essential to numerically reproduce the measured toroidal rotation profile in the edge. The up-down asymmetric component of the NTV is damped due to the FSTs and the NTV profile correlates with the profile of the radial electric field.
松永 剛; 鈴木 康浩*; 篠原 孝司; 井手 俊介; 浦野 創
no journal, ,
炉心プラズマの定常維持において、大振幅ELMを抑制または制御する必要がある。ITERでは外部コイルによる共鳴磁場で周辺の閉じ込め磁場をストキャスティック化しELM制御する手法が提案されているが、DEMOにおいては外部コイルの設置は困難である。そこでTFコイルの電流値を周期的に配分し、共鳴磁場を生成する手法を提案する。コイル電流を1%程度増減しトロイダル周期数が3となるように配分すると周辺の磁力線がストキャスティック化する。本発表では、本手法の詳細について報告する。
松岡 清吉*; 井戸村 泰宏; 佐竹 真介*; 本多 充*; 鈴木 康浩*
no journal, ,
ジャイロ運動論的トロイダル5次元full-fオイラーコードGT5Dをステラレータや摂動磁場を伴うトカマクといった3次元磁場配位に拡張した。GT5Dに入力するベクトルポテンシャルを生成するために、3次元平衡磁場計算コードVMECのインターフェースプログラムを構築した。大型ヘリカル装置配位における新古典輸送および測地線音響モードのベンチマーク計算によって開発コードの検証を実施した。計算結果は3次元delta-f粒子コードFORTEC3Dと定量的に一致した。
武智 学; 松永 剛; 鈴木 康浩*; 中村 祐司*; Bolzonella, T.*; 井手 俊介; JT-60SAチーム
no journal, ,
JT-60SAでは高ベータプラズマを用いた非誘導定常運転が重要な課題の一つである。非誘導定常運転には自発電流割合を高めることが必要であり高ベータ化が必須となる。高ベータ時には抵抗性壁モード(RWM)が発生し、プラズマ性能の劣化及びディスラプションを引き起こす。そのためRWMの安定化を目的としてJT-60SAでは制御コイルの使用を予定している。予定されているJT-60SAのRWM安定化コイルはモードの波長に対して非常に小さいため、その制御性についてRFXのトカマク放電を用いてJT-60SAのコイルを模擬して調べた。このようなコイルにてRWMが安定されることが確認されたが、側帯波の影響等が観測された。RFXで観測された制御における3次元的効果とJT-60SAでの予測について報告する。
本多 充; 佐竹 真介*; 鈴木 康浩*; 吉田 麻衣子; 林 伸彦; 神谷 健作; 松山 顕之; 篠原 孝司; 松永 剛; 仲田 資季; et al.
no journal, ,
The integrated framework for toroidal momentum transport in a tokamak plasma is developed, which self-consistently calculates the neoclassical toroidal viscosity (NTV), the radial electric field and resultant toroidal rotation together with the scrape-off-layer (SOL) physics-based boundary model. The coupling of three codes, TOPICS, which is an integrated tokamak transport code developed in JAEA, VMEC, which is a 3D equilibrium solver, and FORTEC-3D, which is a 3D neoclassical transport solver developed in National Institute for Fusion Science, can calculate rotation caused by the NTV due to the non-axisymmetric perturbed magnetic field stemming from toroidal field coils. It is found that the NTV influences toroidal rotation in JT-60U and holds the key to determine the NTV profile. The sensitivity of the toroidal rotation profile to the boundary rotation necessitates the boundary condition modeling. From the measurement in JT-60U, the gradient is found to be virtually zero at the separatrix. Focusing on , the toroidal momentum boundary model is developed in conjunction with the SOL/divertor plasma code. This modeling realizes self-consistent predictive simulations for operation scenario development in ITER.
篠原 孝司; Kim, J.*; Kim, J. Y.*; 鈴木 康浩*
no journal, ,
国際熱核融合炉ITERでは、装置保護のために周辺局在化不安定性(ELM)の制御が求められる。KSTARでは、ELMの制御を目的として共鳴磁場摂動(RMP)印加の実験を行ってきた。しかし、RMPの磁場構造は自明でなく、その理解が求められている。本研究では、KSTARにおいて、RMPの磁場構造を理解するために、RMP印加時の高速イオン損失プローブ計測(FILD)の結果を高速イオン軌道追跡モンテカルロ(OFMC)コードを用いて解析した。モデル磁場として、RMPがない場合、RMPコイルが作る真空磁場、真空磁場にプラズマが応答したことを考慮したモデル磁場を用いた。プラズマ応答を考慮したモデル磁場はHINT2コードを用いて計算した。プラズマ第一壁に到達する高速イオンの分布が磁場構造に対応して、変化することが計算結果として観測された。対応して、FILDに受かる高速イオンの性質も変わるが、いずれの場合も実験を再現できなかった。
篠原 孝司; 鈴木 康浩*; Kim, J.*; Kim, J. Y.*; Jeon, Y. M.*; Rhee, T.*
no journal, ,
建設中の国際熱核融合炉ITERでは、装置保護のために周辺局在化不安定性(ELM)の制御が求められる。ITERでは共鳴磁場摂動コイルを設置し、そのコイルによる摂動磁場によりELM制御を行う予定である。このような摂動磁場は高速イオンの閉じ込めに影響を与えることが予想される。装置保全とプラズマ加熱性能の観点から摂動磁場が高速イオン閉じ込めに与える影響の理解が、重要な話題の一つとなっている。本研究では、高速イオン閉じ込めへの影響をKSTAR(韓国の実験装置)での実験で明らかにするため、KSTARの実験装置や実験条件を忠実に再現して、いくつかの数値モデルによる摂動磁場中での高速イオンの振舞いを高速イオン軌道追跡モンテカルロコードを用いて解析した。KSTARではプラズマ電流が低いことより有限軌道幅の影響が大きく現れ、摂動磁場があると高磁場側で発生した高速イオンであっても数十マイクロ秒という短時間で弱磁場側の壁に損失することがわかった。この高い応答性を利用することで摂動磁場の数値モデルの検証ができると期待できる。
