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論文

The Difference in H-mode confinement between co- and co+counter-neutral beam heating in the JFT-2M tokamak

三浦 幸俊; 篠原 孝司*; 鈴木 紀男; 居田克己*

Plasma Physics and Controlled Fusion, 40(5), p.799 - 803, 1998/05

 被引用回数:9 パーセンタイル:32.04(Physics, Fluids & Plasmas)

JFT-2MのH-モード閉じ込め特性は、NBIの入射方向により異なる。閉じ込め改善度($$tau$$$$_{EXP}$$/$$tau$$$$_{ITER89P}$$)は、電流方向入射の場合(CO-NB)は平均2.1であるのに対し、バランス入射の場合(CO+CTR-NB)には平均1.7である。その原因は解明されていなかったので、径電場との関係を調べるために、トロイダル及びポロイダル回転を詳細に測定する実験を行った。H-モードの時、CO-NBではセパラトリックスのすぐ内側でトロイダル回転(V$$_{phi}$$)が有限である(20-40km/sec)。この回転速度の作る径電場(V$$_{phi}$$$$times$$B$$_{theta}$$)が正であり、ポロイダル回転が作る負の径電場と合計すると、CO-NBの場合における径電場のシア領域は、CO+CTR-NB(V$$_{phi}$$がほぼゼロ)に比較して広くなっている。CO-NBの場合には、そのシア領域拡大に対応して輸送障壁が拡大され、ペデスタル温度が高くなり、閉じ込め改善度が大きくなっていると考えられる。

論文

トカマクにおける強磁性体製真空容器の作る磁場の評価

中山 武*; 阿部 充志*; 田所 孝広*; 三浦 幸俊; 鈴木 紀男; 佐藤 正泰; 仙石 盛夫

プラズマ・核融合学会誌, 74(3), p.274 - 283, 1998/03

核融合炉構造材の候補材として、低放射化材であるフェライト鋼が有力視されている。しかし、フェライト鋼は強磁性体であるために、磁場閉じ込め装置であるトカマク装置の真空容器として用いると、大きな誤差磁場を発生することが懸念されている。この研究では、フェライト鋼であるF82Hを日立製作所所有の小型トカマクHT-2装置に組み込み、フェライト鋼の作る磁場を実測するとともに3次元磁場解析コードMAGFiCで評価した。フェライト鋼のポート開口部付近の磁気軸で作る主半径方向磁場は約50Gと評価される。この磁場は、トロイダル磁場リップルを打ち消す方向の磁場である。

論文

Divertor biasing effects to reduce L/H power threshold in the JFT-2M tokamak

三浦 幸俊; 旭 芳宏*; 花田 和明*; 星野 克道; 居田 克巳*; 石毛 洋一*; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; Maeda, M.*; et al.

Fusion Energy 1996, p.167 - 175, 1997/05

ダイバータバイアスのL/H遷移パワーに与える効果についてまとめたものである。JFT-2Mの上シングルヌルプラズマ配位において、下シングル閉ダイバータ用の外側バッフル板に正のバイアス電圧を印加するとスクレイプオフ層(SOL)に負の径電場が形成され、またバッフル板からダイバータ板へSOL電流が流れる。これらの効果により、ダイバータ部に中性粒子が圧縮されるダイバータ効果が助長される。この中性粒子のダイバータ部への圧縮がL/H遷移パワー減少に対して効果的であることを明らかにした。また、強力なガスパフも過渡的に中性粒子をダイバータ部に圧縮し同様な効果があることを示した。これらの結果は、イオン損失によるL/H遷移理論を支持している。

論文

Investigation of causality in the H-L transition on the JFT-2M tokamak

花田 和明*; 篠原 孝司*; 長谷川 真*; 白岩 俊一*; 遠山 濶志*; 山岸 健一*; 大舘 暁*; 及川 聡洋; 戸塚 裕彦*; 石山 英二*; et al.

Fusion Energy 1996, p.885 - 890, 1997/05

H-L遷移時にプラズマ周辺で起こっている現象を静電プローブにより測定し、その因果関係について調べた結果をまとめたものである。ピンを12本つけた静電プローブにより、スクレイプオフ層から主プラズマまでの領域を測定した。最前面にある3本ピンをトリプルプローブとして使用し、電子温度(T$$_{e}$$)と密度(n$$_{e}$$)を決定し、他のピンでは浮遊電位を測定した。浮遊電位と電子温度から求めた空間電子により径電場(E$$_{r}$$)を決定し揺動との関係を調べた。結果は、初めにセパラトリックス内に形成された負の径電場が減少し、次に揺動レベルの増大が起こり、電子温度が減少し、その後He光の増大が起こっていることを明らかにした。ここで、H-モード中に形成されている負の径電場は、-22kV/mであり、電子温度減少の直前で-8kV/mであった。またこの変化に要した時間は約200$$mu$$secである。

論文

Measurement of density fluctuations by JFT-2M reflectometer

篠原 孝司*; 星野 克道; 白岩 俊一*; 花田 和明*; 遠山 濶志*; 三浦 幸俊; 鈴木 紀男; 山岸 健一*; 及川 聡洋*; 戸塚 裕彦*; et al.

Fusion Engineering and Design, 34-35, p.433 - 436, 1997/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:37.18(Nuclear Science & Technology)

JFT-2での正常波反射計によるプラズマの密度揺動の測定結果について報告する。波の位相差は「暴走位相」すなわち、予想される位相変化よりかなり大きな変化を示す。この原因については、種々の原因が考えられるが未だ同定するに至っていない。しかし、高速サンプリングを行い位相の時間発展を詳細に調べてみると、位相はステップ状に変化していることがわかった。その平坦部の密度揺動は、規格化小半径0.8で1%(OH加熱のみ)、Lモードで4%、小半径0.9で10%(Hモード)となっていることがわかった。また、この揺動は100kHz付近にピークをもつスペクトルをもつことがわかった。これをドリフト波周波数と比較した。

論文

Ion heat pulse after a sawtooth crash in the JAERI Fusion Torus-2M tokamak

三浦 幸俊; 岡野 文範; 鈴木 紀男; 森 雅博; 星野 克道; 滝塚 知典; JFT-2Mグループ; 伊藤 公孝*; 伊藤 早苗*

Physics of Plasmas, 3(10), p.3696 - 3700, 1996/10

 被引用回数:16 パーセンタイル:49.97(Physics, Fluids & Plasmas)

JFT-2Mトカマクの鋸歯状振動後にイオンの熱パルスが存在することをTOF中性粒子測定により観測した。中性粒子の輸送計算よりTOF測定による1keV以下の中性粒子の主発生場所を求め、その熱パルスの遅れ時間よりXi$$^{HP}$$-7$$sim$$18m$$^{2}$$/secと求めた。この値は、エネルギー閉じ込め時間より予測される平均的な輸送係数(X$$_{eff}$$$$sim$$Ka$$^{2}$$/4$$tau$$$$_{E}$$より3.5$$sim$$9倍大きな値である。また、単純な拡散モデルでは、$$nu$$$$_{ast i}$$$$<$$1のイオンのみが大きな変化を示す、エネルギー分布関数の変化を説明できない。

論文

Rapid change of ion energy distribution and floating potential at L/H transition in the JFT-2M tokamak

三浦 幸俊; 永島 圭介; 伊藤 公孝; 伊藤 早苗*; 岡野 文範; 鈴木 紀男; 森 雅博; 星野 克道; 前田 彦祐; 滝塚 知典; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 36(7A), p.A81 - A86, 1994/07

 被引用回数:5 パーセンタイル:24.28(Physics, Fluids & Plasmas)

TOF中性粒子測定によるイオン速度分布関数の変化と、SOLでの静電プローブによるフローティングポテンシャル測定を、L/H遷移の時に高速に同時測定した。SawtoothでトリガされるH-モードでは、L-phaseのSawtoothによりフローティングポテンシャルは正の値にジャンプし、その後H$$_{alpha}$$光が減少する。その正へのジャンプとイオン速度分布関数の変化は、ほとんど同時である。つまり、Sawtoothが$$nu$$$$_{ast i}$$$$<$$1のイオンをはき出し、イオンロスによる電場がL/H遷移を引き起こしていることを示唆している。

論文

Simple multijunction launcher with oversized waveguides for lower hybrid current drive on JT-60U

池田 佳隆; 内藤 磨; 関 正美; 近藤 貴; 井手 俊介; 安納 勝人; 福田 裕実*; 池田 幸治; 北井 達也*; 清野 公広; et al.

Fusion Engineering and Design, 24, p.287 - 298, 1994/00

 被引用回数:22 パーセンタイル:85.05(Nuclear Science & Technology)

JT-60Uの低域混成波結合系用として、オーバーサイズ導波管を用いた電力分岐方式を開発した。この結合系は、電力分岐モジュールを4段4列配列した構造であり、モジュール内で高周波はオーバサイズ導波管を介し、トロイダル方向に12分岐される。この方法により、多くの導波管から構成される位相制御型結合系を容易に実現できた。JT-60Uの低域混成波実験において、この結合系の評価を行い、反射率2%、電力密度29MW/m$$^{2}$$の良好な結果を得た。また反射率が低いため、オーバサイズ導波管内の高次モードの影響が無視可能であることを明らかにするとともに、結合特性や電流駆動効率が、高次モードを無視した計算から求まる理論値で良く説明できることを示した。これらの結果から、この簡素化した結合系の有効性が実証された。

論文

Ion heat pulse after sawtooth crash in the JFT-2M tokamak

三浦 幸俊; 岡野 文範; 鈴木 紀男; 森 雅博; 星野 克道; 前田 彦祐; 滝塚 知典; JFT-2Mグループ; 伊藤 公孝; 伊藤 早苗*

NIFS-240, 14 Pages, 1993/08

JFT-2Mトカマクの鋸歯状振動後にイオンの熱パルスが存在することをTOF中性粒子測定により観測した。中性粒子の輸送計算から中性粒子の主発生場所を求め、その熱パルスの遅れ時間より、Xi$$^{HP}$$~15$$pm$$10m$$^{2}$$/secと求めた。しかし単純な拡散モデルでは、エネルギー分布関数の変化は、説明できない。

論文

ITER; Analysis of the H-mode confinement and threshold databases

Kardaun, O.*; Ryter, F.*; Stroth, U.*; Kus, A.*; Deboo, J. C.*; Schissel, D. P.*; Bramson, G.*; Carlstrom, T. N.*; Thomsen, K.*; Campbell, D. J.*; et al.

Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1992, Vol.3, p.251 - 270, 1993/00

最近まで行った、H-モードデータベースの更新およびデータの追加作業によりできあがったITERH.DB2の解析結果について発表する。このデータからのスケーリング則は、ELMなしのデータに対して、$$tau$$$$_{E}$$=CI$$_{p0.90}$$・B$$_{t0.35}$$・P$$_{L-0.55}$$(A/Z)$$^{0.50}$$R$$^{1.85}$$K$$^{0.7}$$(a/R)-0$$eta$$$$^{0.1}$$であり$$tau$$$$_{Eth}$$=C$$_{th}$$I$$_{p0.95}$$B$$_{t0.30}$$P$$_{L-0.70}$$(A/Z)$$^{0.30}$$R$$^{222}$$K$$^{0.55}$$(a/R)$$^{0n0.35}$$である。

論文

Rapid change of the neutral hydrogen energy distribution at the L/H transition in the JFT-2M tokamak

三浦 幸俊; 岡野 文範; 鈴木 紀男; 森 雅博; 星野 克道; 前田 彦祐; 滝塚 知典; JFT-2Mグループ; 伊藤 早苗*; 伊藤 公孝

Physical Review Letters, 69(15), p.2216 - 2219, 1992/10

 被引用回数:28 パーセンタイル:78.7(Physics, Multidisciplinary)

飛行時間型の中性粒子測定によって、L/H,H/L遷移およびELMの時に、バルクイオンのエネルギー分布が高速で変化していることを観測した。その変化は、200eV以上のエネルギーのフラックスが上昇あるいは減少するというものであり、H$$_{alpha}$$信号の変化より早く起っている。200eV以上という水素のエネルギーは、プラズマ周辺(inside separatrix)でのパラメータでイオンの無衝突条件($$nu$$$$_{ast i}$$$$<$$1)に対応している。

論文

Plasma coupling test of RF heating system in JT-60

上原 和也; 池田 佳隆; 三枝 幹雄; 坂本 慶司; 藤井 常幸; 前原 直; 恒岡 まさき; 関 正美; 森山 伸一; 小林 則幸*; et al.

Fusion Engineering and Design, 19(1), p.29 - 40, 1992/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:17.26(Nuclear Science & Technology)

JT-60RF加熱装置のプラズマとの結合試験の様子が述べられている。RF加熱装置は2GHz帯と120MHz帯の高周波加熱装置で合計30MWがJT-60に入射される。全システムは、全系制御システムとリンクしたミニコンピューターで自動的に制御され、RFパワーと位相差があらかじめセットされたプレプログラムに従って、制御される。プラントデーターは装置の状況と把握するのに用いられ、RF入射中に集計、記録できるようになっている。両方の周波数帯の高周波が単独にあるいは中性粒子ビーム(NBI)入射中と連携で入射することが可能で、JT-60の追加熱実験に十分な性能を有することが示された。

論文

Offset linear scaling for H-mode confinement

三浦 幸俊; 玉井 広史; 鈴木 紀男; 森 雅博; 松田 俊明; 前田 彦祐; 滝塚 知典; 伊藤 早苗*; 伊藤 公孝

核融合研究, 67(4), p.352 - 360, 1992/04

JFT-2Mのシングルパラメータスキャン実験(P$$_{NB}$$,I$$_{P}$$,B$$_{T}$$等)をベースにし、ITER H-モードデータベースにおけるD形オープンダイバータプラズマ(JFT,DIII-D,JFT-2M)のプラズマ閉込めエネルギー(Wth)をWth=Wo+TincPinの形に書く、オフセットリニア則を導出した(ITER90H-O)。このスケーリング則は、誤差の点で(RMSE)パワー則とほぼ同様である。また、円形クローズドダイバータASDEX、クローズからオープンまでバリエーションのあるPDX、ビーン形状オープンのPBX-Mのデータと比較することでクローズドダイバータのHモード閉込めはオープンダイバータより良く、正のK依存性を持つであろうという結果を得た。

論文

Rapid change of hydrogen neutral energy distribution at L/H-transition in JFT-2M H-mode

三浦 幸俊; 岡野 文範; 鈴木 紀男; 森 雅博; 星野 克道; 前田 彦祐; 滝塚 知典; JFT-2Mグループ; 伊藤 早苗*; 伊藤 公孝

NIFS-134, 20 Pages, 1992/02

飛行時間型の中性粒子測定によって、L/H,H/L遷移およびELMの時に、バルクイオンのエネルギー分布が高速で変化していることを観測した。その変化は、200eV以上のエネルギーのフラックスが上昇あるいは減少するというものであり、H$$_{alpha}$$信号の変化より早く起こっている。200eV以上という水素のエネルギーは、プラズマ周辺(inside sparatrix)でのパラメータでイオンの無衝突条件($$nu$$$$_{ast}$$$$<$$1)に対応している。

論文

Density peaking in the JFT-2M tokamak plasma with counter neutral-beam injection

居田 克巳*; 伊藤 早苗*; 伊藤 公孝; 秀熊 茂*; 三浦 幸俊; 川島 寿人; 森 雅博; 松田 俊明; 鈴木 紀男; 玉井 広史; et al.

Physical Review Letters, 68(2), p.182 - 185, 1992/01

 被引用回数:50 パーセンタイル:86.37(Physics, Multidisciplinary)

Co-NBIからC$$_{TR}$$-NBIにスイッチすることにより、顕著な粒子のピンチとX$$_{eff}$$の減少が起きている。この粒子のピンチは、電場による粒子ピンチのモデルと良い一致を示すことを明らかにした。

論文

Geometric dependence of the energy confinement time scaling for H-mode discharges

三浦 幸俊; 滝塚 知典; 玉井 広史; 松田 俊明; 鈴木 紀男; 森 雅博; 前田 彦祐; 伊藤 公孝; 伊藤 早苗*; Kardaun, O.*

Nuclear Fusion, 32(8), p.1473 - 1479, 1992/00

 被引用回数:10 パーセンタイル:37.23(Physics, Fluids & Plasmas)

H-モードデータベースにおいては、クローズドダイバータのASDEXが、非円形度(K)1である。そしてクローズドダイバータのHファクターが大きいため、クローズとオープンダイバータを区別しないで統計処理した閉込め則は、負のK依存性を示す。この負の依存性は、JFT-2MにおけるリミタH-モードの正のK依存性とは異なっている。そこで、ダイバータ形状を区別することでKの依存性を調べた。

論文

Global energy confinement H-mode database for ITER

Christiansen, J. P.*; Cordey, J. G.*; Thomsen, K.*; A.Tanga*; Deboo, J. C.*; Schissel, D. P.*; T.S.Taylor*; Kardaun, O.*; F.Wagner*; Ryter, F.*; et al.

Nuclear Fusion, 32(2), p.291 - 338, 1992/00

 被引用回数:73 パーセンタイル:88.76(Physics, Fluids & Plasmas)

ITER H-モードデータベースは、ASDEX,DIII-D,JET,JFT-2M,PBX-M,PDXの6つのサイズおよび形状の異なる装置のデータにより構築されている。この論文は、そのデータベースの変数、各装置のデータの特徴についての説明および閉込めスケーリング則についてまとめたものである。

論文

Geometric dependence of the scaling law on the energy confinement time in H-mode discharges

三浦 幸俊; 伊藤 公孝; 伊藤 早苗*; 滝塚 知典; 玉井 広史; 松田 俊明; 鈴木 紀男; 森 雅博; 前田 彦祐; Kardaun, O.*

NIFS-93, 14 Pages, 1991/06

H-モードデータベースにおいては、クローズドダイバータのASDEXが、非円形度(K)1である。そしてクローズドダイバータのHファクターは大きいので、クローズとオープンのダイバータを区別しないで統計処理した閉込め則では、負のK依存性を示す。この負のK依存性は、JFT-2MにおけるリミタH-モードの正のK依存性とは異なっている。そこで、ダイバータ形状を区別することでK依存性を調べた。

論文

Hモード実験

嶋田 道也; 鈴木 紀男; 中村 博雄; 辻 俊二

核融合研究, 65(SPECIAL ISSUE), p.185 - 200, 1991/03

JT-60におけるHモード実験の総括。JT-60は重水素が使用できないという制約がある一方(1)外X点と下X点ダイバータの比較(2)低域混成は、イオンサイクロトロン波による高周波加熱とNBIとの複合加熱が可能(3)低域混成波による電流駆動が可能(4)高加熱入力、長パルスの実験が可能などの特徴を生かした実験が可能である。結果をまとめると(1)外X点、下X点の両方においてHモードに特有の現象を確認した。下X点の方が再現性よく、ELMのない状態が持続する。エネルギー閉じ込めの改善は10%程度であった。(2)高周波加熱とNBIを組み合わせることにより再現性及びHモードの持続時間が長くなる。(3)チタン・ゲッターによって不純物制御を行い閾値パワーを14MWから9MWに低減しエネルギー閉じ込めの改善を30%にすることができた。(4)LH電流駆動によるHモードを世界ではじめて達成した。

論文

Second harmonic electron cyclotron heating of lower hybrid current driven plasma in JFT-2M

川島 寿人; 山本 巧; 星野 克道; 上杉 喜彦*; 森 雅博; 鈴木 紀男

Nuclear Fusion, 31(3), p.495 - 509, 1991/00

 被引用回数:18 パーセンタイル:60.86(Physics, Fluids & Plasmas)

低域混成波電流駆動プラズマ中で、Xモード第2共鳴サイクロトロン波による電子加熱がJFT-2Mトカマクで実験されてきた。サイクロトロン周波数以下の周波数帯で高速電子加熱を観測した。シャフラノフパラメータと反磁性計測から、f$$_{o}$$/2f$$_{co}$$=0.76において吸収効率は15%になった。ここでf$$_{o}$$は、RF波の周波数でf$$_{co}$$はプラズマ中心のサイクロトロン周波数である。放射マイクロ波の伝搬特性からも吸収効率を評価した。両測定から得たトロイダル磁場に対する吸収効率の依存性は、定性的に一致した。軟X線放射と電子サイクロトロン放射の測定から、相対論的サイクロトロン共鳴条件を満足する高速電子の選択的かつ垂直方向への加熱が観測された。70kWの選択的サイクロトロン加熱はまた低域混成波駆動電流をさらに65kA/secでランプアップし結果的に30%のランプアップ効率を得た。

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