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論文

Progress at JET in integrating ITER-relevant core and edge plasmas within the constraints of an ITER-like wall

Giroud, C.*; Jachmich, S.*; Jacquet, P.*; J$"a$rvinen, A.*; Lerche, E.*; Rimini, F.*; Aho-Mantila, L.*; 相羽 信行; Balboa, I.*; Belo, P.*; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 57(3), p.035004_1 - 035004_20, 2015/03

 被引用回数:51 パーセンタイル:96.77(Physics, Fluids & Plasmas)

ITER-like wall導入後のJET装置における、ITER標準シナリオに相当するプラズマを実現するための研究の進展について報告する。2.5MAの高三角度ELMy H-modeプラズマに対して重水素ガスおよび窒素ガスを供給する実験を、2つの異なるダイバータ条件下で行った。その結果、窒素ガスの供給によりダイバータへの熱負荷が低減されたことを報告する。また、三角度の向上によるペデスタル領域のエネルギー閉じ込め性能およびペデスタル圧力の向上について調べた。その結果、窒素ガスの供給の有無にかかわらず、高三角度によってペデスタルのELM安定性が改善され、それにより閉じ込め性能およびペデスタル圧力が向上することを示した。

論文

On maximizing the ICRF antenna loading for ITER plasmas

Mayoral, M.-L.*; Bobkov, V.*; Colas, L.*; Goniche, M.*; Hosea, J.*; Kwak, J. G.*; Pinsker, R.*; 森山 伸一; Wukitch, S.*; Baity, F. W.*; et al.

Proceedings of 23rd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2010) (CD-ROM), 11 Pages, 2011/03

ITERにおけるイオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱装置の最大入射パワーは、アンテナにいかなる設計を採用したとしても、スクレイプオフ層の密度分布に強く依存する。ガス入射によってスクレイプオフ層の密度分布を能動的に制御することで、主プラズマ周辺密度の変化によるICRF波の結合状態の変化を最小化できると考えられている。この手法の特性をさらに詳しく調べるために、国際トカマク物理活動(ITPA)が調整した共同実験が行われた。この実験に参加したすべてのトカマクにおいて、ガス入射を用いたスクレイプオフ層の密度上昇によって結合の改善が得られた。アンテナ前面の密度を上昇させるツールとしてのガス入射の有効性は、広い範囲の実験条件すなわちさまざまなガス入射位置やさまざまなプラズマ形状に対して証明された。また、プラズマ閉じ込めへの有害な影響やアンテナ近傍での有害な相互作用は観測されなかった。

論文

Development of cold isostatic pressing graphite module for a heat-resistant lower hybrid current drive antenna

前原 直; Goniche, M.*; Kazarian, F.*; 関 正美; 池田 佳隆; 今井 剛*; Beaumont, B.*

Review of Scientific Instruments, 76(5), p.053501_1 - 053501_7, 2005/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.49(Instruments & Instrumentation)

耐熱負荷用LHCDアンテナとして等方性グラファイトを用いたプラズマ対向機器用モジュール開発を行った。ステンレスフィルム,モリブデンフィルム,銅フィルムを用いてグラファイト材表面に銅コーティングを施した。モジュールは、4分割モジュールで冷却チャンネル付き、長さは206mmである。250kW(125MW/m$$^{2}$$)/700sを伝送することに成功した。この電力密度は、ITERで要求されている電界強度(5kV/cm)で定常運転を実証することができた。モジュールからの放出率は3.2-5.1$$times$$10$$^{-6}$$Pa.m$$^{3}$$/s.m$$^{2}$$ at 100$$^{circ}$$C程度で、LHCDアンテナ独自の真空排気系は不要であるとの結論に達した。本件は、日欧核融合研究協力協定(アネックスIII)に基づいて、原研とCEAカダラッシュ研究所との共同研究として実施された研究の成果を発表するものである。

論文

Outgassing of lower hybrid antenna modules during high-power long-pulse transmission

Goniche, M.*; Kazarian, F.*; Bibet, P.*; 前原 直; 関 正美; 池田 佳隆; 今井 剛*

Journal of Vacuum Science and Technology A, 23(1), p.55 - 65, 2005/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:9.78(Materials Science, Coatings & Films)

無酸素銅,分散強化銅,銅コーティングしたCFC材,銅コーティングしたグラファイト材で作られた導波管に対して、RF電力密度(50-200MW/m$$^{2}$$)で100-4700秒の長パルスを伝送した場合のガス放出率を測定した。ガス放出率は、3.7GHz出力試験装置において、マルチ導波管(2-8分割)を用いて測定した。ガス放出率は、導波管の表面温度と表面の初期条件(コンディショニング)に依存する。ガス放出率は、表面温度300$$^{circ}$$Cと400$$^{circ}$$Cにおいて、それぞれ1$$times$$10$$^{-5}$$Pam$$^{3}$$s$$^{-1}$$m$$^{-2}$$と5$$times$$10$$^{-5}$$Pam$$^{3}$$s$$^{-1}$$m$$^{-2}$$であった。これらの測定結果のもとにITERのLHアンテナとして新たな真空排気系が不要であるとの結論に達した。なお、本発表は日本とユーラトム間の制御核融合分野における協力計画に基づいて実施された研究の成果に関するものである。

論文

Outgassing of plasma facing antenna front for lower hybrid wave launcher

前原 直; Goniche, M.*; Kazarian, F.*; 関 正美; 池田 佳隆; 今井 剛; Bibet, P.*; Froissard, P.*; Rey, G.*

Fusion Engineering and Design, 49-50, p.269 - 273, 2000/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:33.53(Nuclear Science & Technology)

日仏協定に基づく低域混成波(LH)アンテナ先端部モジュールからのガス放出に関する共同実験効果について発表する。共同実験では、プラズマに対向するアンテナ先端部材料として耐熱特性に優れた炭素系繊維材(CFC)を採用したアンテナモジュールの開発を行い、長パルス及び高電力の高周波伝送時におけるガス放出に関するデータベースを確立した。高周波電力密度45MW/m$$^{2}$$で、1200秒の伝送試験における定常運転時のガス放出率は、10$$^{-5}$$Pam$$^{3}$$/sm$$^{2}$$以下であり、LHアンテナ独自の真空排気系が不要である結論を導いた。

報告書

High RF power test of a lower hybrid module mock-up in carbon fiber composite

前原 直; 清野 公広; 関 正美; 菅沼 和明; 池田 佳隆; 今井 剛; Goniche, M.*; J.Brossaud*; V.Cano*; F.Kazarian-Vibert*; et al.

JAERI-Research 97-086, 29 Pages, 1997/11

JAERI-Research-97-086.pdf:1.33MB

炭素系繊維材(CFC)を用いて、プラズマに対向するアンテナ先端部モジュールの開発を行った。試作したモジュールの耐電圧特性、高周波特性及びガス放出特性について、準定常運転が可能なフランス・カダラッシュ研究所の高周波出力試験装置で、これらの特性評価を行った。その結果、150MW/m$$^{2}$$(設計値の約3倍)の高周波電力を伝送しても、高周波特性及び耐電力特性に問題ないことを実証した。またCFCモジュールからのガス放出率は、モジュール温度350$$^{circ}$$Cにおいて、アルミナ分散強化銅モジュールからのガス放出率の約6倍程度であることが明らかになり、先端部モジュールの材料として有力な候補である結論を得た。

報告書

Development of a new lower hybrid antenna module using a poloidal power divider

前原 直; 関 正美; 菅沼 和明; 今井 剛; Goniche, M.*; P.Bibet*; S.Berio*; J.Brossaud*; Rey, G.*; G.Tonon*

JAERI-Research 96-036, 82 Pages, 1996/07

JAERI-Research-96-036.pdf:3.08MB

ポロイダル方向へ3分配する電力分配器と3$$times$$6分割マルチジャンクションモジュールを開発し、これらの高周波特性とコンポーネントからのガス放出量について、カダラッシュ研究所の高周波出力試験装置を用いて評価試験を行った。ポロイダル電力分配器は、33$$pm$$4%の良好な電力分配比が得られ、反射係数は、1.5%の低い値であった。また3$$times$$6分割モジュールでは、1.3%以下の反射係数と1%以下の高周波損失が測定された。3$$times$$6分割モジュールに2つの電力分配器を取付けた系では、コンポーネントを水冷した時に、高周波電力300kWにて1000秒の準定常運転を実証することができた。この時のガス放出率は、10$$^{-7}$$Pam$$^{3}$$s$$^{-1}$$m$$^{-2}$$の低いレンジであった。この報告書は、ポロイダル電力分配器を用いた新しい低域混成波(LH)アンテナモジュールの実験と解析結果について、まとめたものである。

報告書

Performance test of lower hybrid waveguide under long/high-RF power transmission

関 正美; 小原 建治郎; 前原 直; 池田 佳隆; 今井 剛; 永島 孝; Goniche, M.*; J.Brossaud*; C.Barral*; G.Berger-By*; et al.

JAERI-Research 96-025, 55 Pages, 1996/06

JAERI-Research-96-025.pdf:2.06MB

低域混成波電流駆動(LHCD)用アンテナの定常運転のためには、アンテナの高耐電力特性と低ガス放出特性が必要である。定常LHCDアンテナ開発のために、強制冷却通路を持つ分散強化銅製のテストモジュールを原研が製作し、フランス・ガダラッシュ研究所で準定常入射試験を行った。短いコンディション期間の後、テストモジュールは200MW/m$$^{2}$$までもの高耐電力性を示した。また、450度ベーキング処理を行った後のガス放出率は、300度において~2x10$$^{-7}$$Pam$$^{3}$$/sm$$^{2}$$であった。ガス放出率は、モジュール温度に強く依存するが、一方高周波電力には依存しないことが分かった。また、高周波入射により低減される枯化特性も見られた。さらに、水冷却で温度制御しながら150MW/m$$^{2}$$の高周波を入射したところ、1800秒間にわたり一定の低ガス放出率(~10$$^{-7}$$Pam$$^{3}$$/sm$$^{2}$$)を観測し、連続入射の可能性を示した。このテストモジュールの開発・大電力試験を通じて、定常LHCDアンテナ用導波管製作の目処を得た。

論文

Development of a new lower hybrid antenna module using a poloidal power divider

前原 直; 関 正美; 菅沼 和明; 今井 剛; Goniche, M.*; Ph.Bibet*; S.Berio*; J.Brossaud*; Rey, G.*; G.Tonon*

Fusion Technology 1996, 0, p.637 - 640, 1996/00

LHCDアンテナ開発の課題の1つは、アンテナ構造の簡素化である。ポロイダル方向へ電力分配する方式は、この簡素化の1つの手段であり、アンテナモジュールの電力密度を低減するとともに、5GHz以上の周波数領域において、N$$_{11}$$パラメータを広くとることが可能である。このためにポロイダル方向に3分配する電力分配器を3種類開発し、3$$times$$6マルチジャンクションモジュールと組み合せて評価を行った。3種類の電力分配器では、反射比1.5%以下において分配比33$$pm$$4%が得られ。3$$times$$6マルチジャンクションモジュールでは、反射比1.3%以下において高周波損失1.0%以下が測定された。大電力の高周波電動実験では、水冷を用いて300kW-1000秒の準定常運転が達成された。この時のガス放出率は、10$$^{-7}$$Pam$$^{-3}$$S$$^{-1}$$m$$^{-2}$$オーダであった。これらの結果によりプラズマに対向するアンテナ先端部を除き、ポロイダル電力分配器を用いて定常化アンテナ設計が可能となった。

論文

Outgassing measurement of the waveguide module for a steady state LHCD antenna

関 正美; 小原 建治郎; 前原 直; 池田 佳隆; 今井 剛; 永島 孝; Goniche, M.*; J.Brossaud*; C.Barral*; G.Berger-By*; et al.

Fusion Engineering and Design, 30, p.357 - 367, 1995/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:51.89(Nuclear Science & Technology)

低域混成波電流駆動(LHCD)を用いてトカマクの定常運転を可能とするためには、LHCDアンテナから大電力の高周波を連続入射することが必要である。高周波の連続入射で問題となるのは、耐電力特性とアンテナからのガス放出特性である。これらを調べるために、強制冷却通路をもつ分散強化銅製のテストモジュールを開発し、3.7GHzの準定常入射試験を行った。短いコンディション期間の後、テストモジュールは20kW/cm$$^{2}$$までもの高耐電力性を示した。また、450度ベーキング処理を行った後のガス放出率は、300度において~2$$times$$10$$^{-7}$$Pam$$^{3}$$/sm$$^{2}$$であった。ガス放出率は、高周波入射により低減されることや高周波電力依存性が無いことが分かった。さらに、水冷却で温度制御しながら15kW/cm$$^{2}$$の高周波を入射したところ、1800秒間にわたり一定の低ガス放出率(~10$$^{-7}$$Pam$$^{3}$$/sm$$^{2}$$)を観測し、連続入射の可能性を示した。このテストモジュールの開発・大電力試験を通じて、定常LHCDアンテナの工学的データベースを得た。

論文

Development of LHCD launcher for next stage tokamak

関 正美; 小原 建治郎; 前原 直; 池田 佳隆; 今井 剛; 永島 孝; Goniche, M.*; J.Brossaud*; C.Barral*; G.Berger-By*; et al.

JAERI-Conf 94-001, 0, p.110 - 115, 1994/08

次世代のLH電流駆動実験においては、準定常トカマク研究のために長パルスの高周波電力入射が必要となる。LHランチャ中に高周波を定常的にそして安定に伝送するためには、高周波によるガス放出特性を知ることが重要である。ガス放出研究を行うために、原研はフランス原子力庁と共同で四分岐導波管を用いたガス放出実験を実施し、重要な知見を得たので報告する。また、高い電流駆動効率を実現しながら、簡素化された構造を持つランチャーを開発することも重要なテーマである。実験に応じて放射スペクトルを可変できれば、さらに有利なランチャーで成り得る。これらの特性を満足する新ランチャーをモックアップを用いて開発したので報告する。

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