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論文

Integrated modeling of steady-state scenarios and heating and current drive mixes for ITER

村上 和功*; Park, J. M.*; Giruzzi, G.*; Garcia, J.*; Bonoli, P.*; Budny, R. V.*; Doyle, E. J.*; 福山 淳*; 林 伸彦; 本多 充; et al.

Proceedings of 23rd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2010) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/03

Recent progress on ITER steady-state scenario modeling by the ITPA-IOS group is reviewed. Code-to-code benchmarks as the IOS group's common activities for the two steady-state scenarios (weak shear scenario and internal transport barrier scenario) are reviewed. These are discussed in terms of transport and kinetic profiles, heating and CD sources using various transport codes.

論文

Progress in the ITER physics basis, 6; Steady state operation

Gormezano, C.*; Sips, A. C. C.*; Luce, T. C.*; 井手 俊介; Becoulet, A.*; Litaudon, X.*; 諫山 明彦; Hobirk, J.*; Wade, M. R.*; 及川 聡洋; et al.

Nuclear Fusion, 47(6), p.S285 - S336, 2007/06

 被引用回数:222 パーセンタイル:24.07(Physics, Fluids & Plasmas)

国際熱核融合実験炉(ITER)におけるプラズマ開発に向けた物理的基盤について最近の研究の国際的な進展についてまとめたものである。この章ではITERにおける定常運転に関して、以下の点に重点を置いて記述する。統合運転シナリオ, 運転シナリオの最近の開発状況について、定常運転のための加熱/電流駆動装置、定常運転へ向けた制御の課題について、ITERにおける定常運転とハイブリッド運転のシミュレーション。

論文

Study on current drive capability of lower hybrid waves and neutral beam in an ITER steady state scenario

及川 聡洋; 嶋田 道也; Polevoi, A. R.*; 内藤 磨; Bonoli, P. T.*; 林 伸彦; Kessel, C. E.*; 小関 隆久

Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 7 Pages, 2007/03

ITER定常運転シナリオにおける低域混成波(LH)による電流駆動性能を相対論的1次元フォッカープランクコードとトロイダル光線追跡コードを用いて評価した。現在のLHランチャー設計では電流駆動効率1.8$$times$$10$$^{19}$$AW$$^{-1}$$m$$^{-2}$$を実現し、LH駆動電流分布は周辺分布となり負磁気シア配位の形成に有利である。LHパワースペクトルのさらなる最適化についても検討した。また、中性粒子電流駆動(NBCD)について異なる計算手法を採る理論コードを使って検討した。バウンス平均したフォッカープランク方程式に基づくNBCD理論コードはトロイダル系での粒子の軌道効果を含むので、粒子軌道追跡モンテカルロコードによる結果と良い一致を示した。

論文

Benchmarking of lower hybrid current drive codes with application to ITER-relevant regimes

Bonoli, P. T.*; Harvey, R. W.*; Kessel, C. E.*; Imbeaux, F.*; 及川 聡洋; Schneider, M.*; Barbato, E.*; Decker, J.*; Giruzzi, G.*; Forest, C. B.*; et al.

Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 8 Pages, 2007/03

ITER定常運転プラズマを対象として、複数の低域混成波(LH)電流駆動計算コードを比較した。LH計算コードには2次元速度空間で定義されたFokker-Planck方程式をもとにしたコード及び1次元Fokker-Planck方程式をもとにしたコードがあり、2次元Fokker-Planckコードは最も適切な取り扱いをしていると考えられる。2次元コードは1次元コードに比べて40%程度大きいLH駆動電流を与えた。また、捕捉粒子効果の考慮も重要であることもわかった。さらに、バウンス平均したオペレータの導入が必要であり、バウンス平均していないオペレータを使った場合30%程度計算結果が異なる。また、核融合生成物である3.5MeVのアルファ粒子によるLH波の吸収を評価した。アルファ粒子の異常輸送によりLH波吸収領域でのアルファ粒子密度が増加する場合でも、LH波周波数3.7GHzにおいてアルファ粒子により吸収されるLHパワーは7.7%と小さく、LH機器の設計値である5GHzに対して周波数選択の余地があることを示した。

口頭

An Assessment of ITER scenarios under varying assumptions of NBI and LHCD capability

及川 聡洋; Polevoi, A. R.*; Mukhovatov, V.*; 嶋田 道也; Bonoli, P.*; Campbell, D.*; Chuyanov, V.*

no journal, , 

現在行われているITERの設計評価ではNBIのエネルギーを下げる提案がされているので、さまざまな設計の可能性に対してNB入射によるプラズマ性能を評価した。重水素-三重水素運転ではHモード遷移境界を超え良い閉じ込めが得られる領域に到達できる。軽水素運転ではNBIの突抜のためエネルギーを500keV以下にする必要があり、Hモード運転領域も狭い。エネルギーを500keVまで下げるとITERのミッション達成に必要な高密度で中心加熱ができない。電流駆動は750keVにすると20%効率が落ち、定常運転シナリオを描くことが困難になる。回転は750keVにすると13%増えるが、最近の実験成果に基づくと1MeVで予測される回転でもMHD不安定性を抑制できる。また、加熱電流駆動装置の増力オプションの一つであるLHCDを使ったITERの定常運転シナリオを、新たにLHCD物理コードを組み込んだ輸送コードを使って評価した。現在の実験結果からみて妥当な閉じ込め改善度HH=1.4を仮定すると、プラズマ電流の93%を非誘導電流でまかなえ、放電時間もITERの装置制限で決まる時間一杯まで可能なことを明らかにした。

口頭

Modelling of heating and current drive performance in ITER operational scenarios

及川 聡洋; Polevoi, A. R.*; Bonoli, P. T.*; Campbell, D. J.*; Henderson, M.*

no journal, , 

ITERにおける中性粒子ビーム(NB),電子サイクロトロン波(EC),低域混成波(LH)による加熱電流駆動を評価するためにこれまで整備してきた物理モデル,コードと、Q=10誘導運転と定常運転の参照シナリオにおける加熱電流駆動性能を報告する。NBコードはJAEAで開発されたもので、モンテカルロ法を用い、高速中性粒子の電離モデルとして最新の原子データを取り入れた鈴木モデルを採用した。ECコードもJAEAで開発された光線追跡と擬線形フォッカープランクを元にしたコードである。LHコードはMITとの協力で導入したもので、1次元フォッカープランクに衝突オペレータに2次元効果を取り入れており2次元コードと良い一致を示す。昨年NBと入射ポートの設計の見直しによりNB入射角の可動範囲が2001年工学設計よりも狭まったことにより、NB電流駆動分布は小半径で0.05程度内寄りになった。LHは近接条件のために磁場に平行方向の屈折率として2程度と比較的高い値を選ばざるを得ず、定常運転参照シナリオでは水平ポートから入射可能な20MWのパワーでLH電流駆動は0.83MA程度である。

口頭

Modelling and issues of heating and current drive performance in ITER

及川 聡洋; Polevoi, A. R.*; Bonoli, P. T.*; Campbell, D. J.*; Henderson, M.*; 濱松 清隆; 谷 啓二*

no journal, , 

ITERにおける中性粒子ビーム(NB),電子サイクロトロン波(EC),低域混成波(LH)による加熱電流駆動を評価するためにこれまで整備してきた物理モデル,コードと、Q=10誘導運転と定常運転の参照シナリオにおける加熱電流駆動性能を報告する。NBコードはJAEAで開発されたもので、モンテカルロ法を用い、高速中性粒子の電離モデルとして最新の原子データを取り入れた鈴木モデルを採用した。ECコードもJAEAで開発された光線追跡と擬線形フォッカープランクを元にしたコードである。LHコードはMITとの協力で導入したもので、1次元フォッカープランクに衝突オペレータに2次元効果を取り入れており2次元コードと良い一致を示す。昨年NBと入射ポートの設計の見直しによりNB入射角の可動範囲が2001年工学設計よりも狭まったことにより、NB電流駆動分布は小半径で0.05程度内寄りになった。LHは近接条件のために磁場に平行方向の屈折率として2程度と比較的高い値を選ばざるを得ず、定常運転参照シナリオでは水平ポートから入射可能な20MWのパワーでLH電流駆動は0.83MA程度である。

口頭

Modelling of heating and current drive performance in ITER operational scenarios

及川 聡洋; Polevoi, A. R.*; Bonoli, P. T.*; 谷 啓二*; Campbell, D. J.*

no journal, , 

ITERにおける中性粒子ビーム(NB),低域混成波(LH)による加熱電流駆動を評価するためにこれまで整備してきた物理モデル,コードと、Q=10誘導運転と定常運転の参照シナリオにおける加熱電流駆動性能を報告する。NBコードはJAEAで開発されたもので、モンテカルロ法を用い、高速中性粒子の電離モデルとして最新の原子データを取り入れた鈴木モデルを採用した。LHコードはMITとの協力で導入したものである。将来の加熱電流駆動増力の1オプションとして考えられている3基目のNBの物理評価を行った。MHD安定性を高めるためのプラズマ回転を増加させられるというメリットがあるものの、NB入射角の調整範囲が狭いため、定常運転にとって望ましい周辺電流駆動とはならず中心電流駆動が大き過ぎる可能性があること、プラズマ中心付近でのNB粒子の圧力が高いために高エネルギー駆動不安定性が懸念される。LHは近接条件のために磁場に平行方向の屈折率として2程度と比較的高い値を選ばざるを得ず、定常運転参照シナリオでは水平ポートから入射可能な20MWのパワーでLH電流駆動は0.83MA程度である。

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