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論文

Measurements of ion temperature and flow velocity using symmetric and asymmetric double probes in the boundary plasma of the JFT-2M tokamak

上原 和也; 河上 知秀; 雨宮 宏*; K.Hoethker*; A.Cosler*; W.Bieger*

Nuclear Fusion, 38(11), p.1665 - 1674, 1998/11

 被引用回数:25 パーセンタイル:63.39(Physics, Fluids & Plasmas)

日-EC国際研究協力の一環として行われた「回転プローブを用いた周辺イオン温度によるHモードプラズマに関する原研-KFA(ユーリッヒ)共同研究」の成果である。KFA(ユーリッヒ)研究所で開発された対称回転プローブと理研で開発された非対称回転プローブを原研のJFT-2Mトカマクに初めて適用して、周辺イオン温度とフロー速度の測定に成功した。トカマクにおける周辺イオン温度とフロー速度の測定は他にほとんど例が無く、JFT-2Mのこのデータは、Hモードを初めとする輸送物理解明のための貴重なデータベースである。

論文

Hollow density profile on electron cyclotron resonance heating JFT-2M plasma

山内 俊彦; 星野 克道; 川島 寿人; 小川 俊英; 河上 知秀; 椎名 富雄; 石毛 洋一*

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 37(10), p.5735 - 5741, 1998/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:19.38(Physics, Applied)

JFT-2Mトカマクにおける電子サイクロトロン共鳴加熱プラズマで、電子密度分布がホロー化していることを初めて、TVトムソン散乱装置によって測定することができた。この時の電子サイクロトロン共鳴加熱パワー250KWで電子密度は1.2$$times$$10$$^{13}$$cm$$^{-3}$$であった。電子温度は逆に中心が加熱され、2.7keVで飽和していた。この原因として、スーパーサーマル電子によるもの、負磁気シェアによるもの、及び電子のドリフトによるもの等考えられた。ここでは、スーパーサーマル電子による電界で中心の電子密度がポンプアウトされるとして評価すると、密度の減少分は実験値を説明できた。

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。

報告書

Development of ion diagnostic system based on electrostatic probe in the boundary plasma of the JFT-2M tokamak

上原 和也; 雨宮 宏*; K.Hothker*; A.Cosler*; W.Bieger*; 河上 知秀

JAERI-Research 95-040, 78 Pages, 1995/06

JAERI-Research-95-040.pdf:2.69MB

磁気核融合装置でのプラズマ輸送の解明に、重要な情報源となる周辺イオン温度を測定するため、ドイツユーリッヒ研究所で製作された回転プローブ及び理研方式の非対称プローブさらに原研で独自に開発した歯ブラシプローブをJFT-2Mトカマクに装着した。この報告は、JFT-2Mで測定の行われている、周辺イオン計測に関する静電プローブシステムのハードウェア、及びこれを用いて得られた初期的データとこれらのデータから評価されるプラズマ輸送の研究について述べたものである。

論文

ELM control and boundary plasma modification in the JFT-2M tokamak

玉井 広史; 荘司 昭朗; 三浦 幸俊; 永島 圭介; 川島 寿人; 松田 俊明; 小川 宏明; 前野 勝樹; 山内 俊彦; 上原 和也; et al.

IAEA-CN-60/A1-7, 0, p.137 - 144, 1995/00

エルゴディック磁場によって定常Hモードを制御したとき発生するELMの特徴について、不純物やダイバータへの粒子・熱束の振舞いを明らかにする。また、バイアス印加によるダイバータプラズマ制御に関して、バイアスの加え方によって粒子・熱束が広範に制御できることを示すとともに、その制御機構について考察する。

論文

Disruption control by ECH in the JFT-2M tokamak

星野 克道; 相川 裕史; 旭 芳宏*; 河上 知秀; 川島 寿人; 前田 彦祐; 前野 勝樹; 松田 俊明; 三浦 幸俊; 永島 圭介; et al.

IAEA-CN-60/A5-9 (Vol. 1), 0, p.697 - 704, 1995/00

表面安全係数が3のときに大きな飽和振幅を持つポロイダルモード数が2つのテアリングモードがその磁気島内を電子サイクロトロン加熱(ECH)で加熱することにより抑制されることがわかった。さらにこのモードにより引き起こされる密度増大時のディスラプションがECHにより防止できる。このJFT-2Mでの実験結果を報告する。

論文

Measurement of anisotropic soft X-ray emission during radio-frequency current drive in the JFT-2M tokamak

川島 寿人; 長谷川 満*; Fuchs, G.*; 的場 徹; 上杉 喜彦*; 星野 克道; 河上 知秀; 山本 巧

Japanese Journal of Applied Physics, 33(6A), p.3590 - 3596, 1994/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:30.74(Physics, Applied)

JFT-2Mトカマクで、低域混成波による電流駆動(LHCD)実験、あるいは、LHCDに電子サイクロトロン波加熱(ECRH)を加える実験を行った。我々は、この時、水平と垂直の軟X線波高分析装置を使ってX線の異方性を調べた。LHCD中には水平前方方向でX線放射強度が強かった。LHCDプラズマにECRHを加えた場合、垂直方向の強度が強くなった。これらの実験データと三温度モデルによる計算を合わせることによって高速電子(X線発生源)の速度分布を評価した。評価した速度分布形は理論的予測(低域混成波では電子ランダウ減衰、電子サイクロトロン波ではサイクロトロン減衰)と矛盾しなかった。

論文

Suppression of disruptions with ECH on JFT-2M

星野 克道; 森 雅博; 山本 巧; 玉井 広史; 荘司 昭朗; 三浦 幸俊; 相川 裕史; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; et al.

Radio Frequency Power in Plasmas; AIP Conf. Proceedings 289, p.149 - 156, 1994/00

JFT-2MトカマクでのECH(電子サイクロトロン加熱)によるディスラプション抑制実験に関する招待講演である。プラズマ小半径の70%の位置を局所的に加熱するとディスラプションが防げることを見い出した。この加熱の無い場合には、モードの周波数が小さくなりディスラプションに至るが、局所加熱を行なうとモードの周波数が上がりディスラプションが抑制されている。磁気島の回転周波数に合わせていろいろなタイミングで上記局所加熱を行なった結果、上記位置は磁気島位置に対応し、磁気島の局所加熱がディスラプション抑制の主因であることを見出した。

論文

Avoidance of q$$_{a}$$=3 disruption by electron cyclotron heating in the JFT-2M tokamak

星野 克道; 森 雅博; 山本 巧; 玉井 広史; 荘司 昭朗; 三浦 幸俊; 相川 裕史; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; et al.

Physical Review Letters, 69(15), p.2208 - 2211, 1992/10

 被引用回数:70 パーセンタイル:90.37(Physics, Multidisciplinary)

JFT-2Mトカマクでパワー70~80kWの電子サイクロトロン加熱により、安全係数q$$_{a}$$=3で出現するMHDディスラプションが抑制・回避されることが見出された。抑制は、電子サイクロトロン共鳴層がq=2位置付近の幅1cm程度の領域にあるときにのみ起きることが特徴である。観測されたこの狭い抑制領域は、磁気島の加熱が抑制に効くことを示唆している。さらに、この領域の加熱は、密度限界で起きるディスラプションの抑制にも有効であることが見出された。

論文

Effects of ergodization on plasma confinement in JFT-2M

荘司 昭朗; 玉井 広史; 三浦 幸俊; 森 雅博; 小川 宏明; A.W.Leonard*; T.Jensen*; A.W.Hyatt*; A.M.Howald*; Fuchs, G.*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 196-198, p.296 - 300, 1992/00

 被引用回数:35 パーセンタイル:93.48(Materials Science, Multidisciplinary)

JFT-2Mでは、外部コイル(EML)からヘリカル磁場成分を加えることにより、プラズマ閉じ込めを改善する実験を行っている。これまで比較的広いモードスペクトラムを持つEMLコイルにより、Hモード時の密度上昇の抑制等を行うことができている。さらに最近、よりシャープなモードスペクトルを持つEMLコイルを設置し、閉じ込めの制御に最適な磁場構造を明らかにする実験を行っており、それらの結果について報告する。

論文

Studies of improved confinement on JFT-2M

三浦 幸俊; 相川 裕史; 星野 克道; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; 前田 彦祐; 松田 俊明; 森 雅博; 小田島 和男; et al.

Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1990, Vol.1, p.325 - 333, 1991/00

JFT-2Mにおいて観測される閉込め改善モード(H-mode,Improved L-mode,Counter NB injection Pellet with H-mode)は、その実現に異なる手段を用いているが、密度分布から2つの改善モードに大別できる。1つはプラズマ周辺に急峻な密度および温度分布を持つH-modeであり、他はプラズマ中心から急な密度分布を持つ改善モードである。L/H遷移の研究から、H-modeプラズマは、プラズマ周辺ポロイダルラーマー半径程度に-150V/cmの径電場が形成されていること、およびプラズマ周辺イオンの速度分布関数が、H$$_{alpha}$$/D$$_{alpha}$$光の減少より先に起こっていることを明らかにした。Ergodic Magnetic Limiterの実験で、H-modeの不純物の増大をおさえた、定常なH-modeを実現でき、その運転領域を明らかにし、H-modeの制御性を示すことができた。

論文

Impurity behavior during the H-mode in JFT-2M

小川 宏明; 河西 敏; 玉井 広史; 川島 寿人; 上杉 喜彦*; 山内 俊彦; 森 雅博; 三浦 幸俊; 鈴木 紀男; 仙石 盛夫; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 59(11), p.3962 - 3976, 1990/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:46.79(Physics, Multidisciplinary)

分光的手法を用いてJFT-2MのHモード中の不純物の挙動の研究を行なった。Edge-Localized Modes(ELMs)が発生しないHモードでは、高電離イオンのスペクトル線の発光強度が時間とともに増加するのに対し低電離イオンのスペクトル線の発光強度はHモード遷移直後に減少し、その後時間的に一定値となる。また、鉄イオン密度の空間分布測定等により、金属不純物ばかりではなく軽元素不純物も、ELMsの発生していないHモード時には、プラズマ中心に集中することが明らかとなった。またELMsの発生したHモード時では、これらの不純物集中が、ELMsの発生とともに低減されることが明らかとなった。

論文

Ion Bernstein wave experiment on JFT-2M tokamak

玉井 広史; 小川 俊英; 松本 宏; 小田島 和男; 相川 裕史; 星野 克道; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; 近藤 貴; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, 29(10), p.L1911 - L1914, 1990/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.21(Physics, Applied)

JFT-2Mトカマクにおけるイオンバーンシュタイン波加熱実験(IBW)の報告である。アンテナ負荷抵抗はプラズマがアンテナに近づくにつれて上昇し、Hモード時は、周辺密度が下がることによって減少した。IBWによる水素イオンの加熱が観測されたが、同時に、スクレイプオフ層の電子加熱も起きており、これは輻射損失の増大をもたらし、この結果、エネルギー閉じ込めは、同一条件における従来型のモード変換加熱に比べ低い値を示した。またHモードプラズマへIBWを入射したところ、きわめて短時間の内に不純物の蓄積が起こり、Hモードプラズマ状態を持続できなかった。

論文

Observation of direct electron heating by the fast waves in the low-hybrid range of frequencies in the JFT-2M tokamak

山本 巧; 上杉 喜彦; 川島 寿人; 星野 克道; 相川 裕史; 河西 敏; 河上 知秀; 近藤 貴; 前田 彦祐; 松田 俊明; et al.

Physical Review Letters, 63(11), p.1148 - 1151, 1989/09

 被引用回数:17 パーセンタイル:75.33(Physics, Multidisciplinary)

電子サイクロトロン加熱されたプラズマ中に、位相制御型4ループ列アンテナによって、速波を励起した時、速波と電子の有効な結合を観測した。この結合は、電子サイクロトロン放射を増加し、ループ電圧を降下させた。これらの結果は、ループアンテナ間の位相差及び電子密度に依存した。V$$_{ph}$$/V$$_{eo}$$~3、及びf$$_{o}$$/f$$_{LH}$$(0)~0.38の条件下で20%の速波の吸収効率が得られた。これらの実験結果は、電子のランダウ減衰による理論的予測とよく一致した。

論文

H mode observed in the JFT-2M tokamak with edge heating by electron cyclotron waves

星野 克道; 山本 巧; 川島 寿人; 鈴木 紀男; 上杉 喜彦; 森 雅博; 相川 裕史; 河西 敏; 河上 知秀; 松田 俊明; et al.

Physical Review Letters, 63(7), p.770 - 773, 1989/08

 被引用回数:24 パーセンタイル:80.58(Physics, Multidisciplinary)

電子サイクロトロン波の周辺加熱のみによりJFT-2MトカマクでHモードが生成した。追加熱パワーのしきい値は120kWと低く、これはJFT-2Mで観測された最小のパワーである。これらの実験事実は、プラズマ中心部の追加加熱パワー無しにHモードが生成されることをはっきりと示し、また、Hモードの機構は、プラズマ周辺部の電子温度上昇に密接に関連していることを示している。

報告書

Observation of H-mode by edge heating solely by electron cyclotron heating in a divertor configuration of JFT-2M tokamak

星野 克道; 山本 巧; 川島 寿人; 鈴木 紀男; 上杉 喜彦; 相川 裕史; 河西 敏; 河上 知秀; 松田 俊明; 三浦 幸俊; et al.

JAERI-M 89-038, 7 Pages, 1989/03

JAERI-M-89-038.pdf:0.29MB

電子サイクロトロン加熱(ECH)のみによるJFT-2Mプラズマの周辺加熱でHモード生成を観測した。Hモード遷移のパワーのしきい値は120kWと低く、これはJFT-2Mトカマクで観測された最低のしきい値である。このようなプラズマの周辺加熱のみで、中心部の追加熱パワー無しにこのような低いパワーでHモード遷移が起きることは驚嘆に値する。これらの事実は、Hモードの機構はプラズマのごく周辺部(セパラトリクス近傍)に関係していることを明白に示すものである。

報告書

Characteristics of edge localized mode in JFT-2M H-mode

松本 宏; R.J.Goldston*; 船橋 昭昌; 星野 克道; 川島 寿人; 河上 知秀; 前田 彦祐; 的場 徹; 松田 俊明; 三浦 幸俊; et al.

JAERI-M 89-020, 26 Pages, 1989/03

JAERI-M-89-020.pdf:1.0MB

JFT-2MのHモードプラズマにおいて観測される周辺振動現象の特性について明らかにした。ELMは周辺電子密度に大きな影響を与えるが、電子温度への影響は、セパラトリック面の近傍を除くと少ないことが、ECE測定より明らかとなった。ELMの起きる実験的条件、制御方法を明らかにし、まとめた。まず、重水素プラズマ中では、一般にELMは起きにくいが、密度が低くなると起きる。また、重水素プラズマに比べ、水素プラズマ中ではELMは起きやすい。このELMは加熱入力を増すことにより制御できる。またプラズマ電流をたち下げることにより抑制でき、たち上げることにより、ELMを生成できることが明らかにされた。ELMのMHD特性を磁気プローブ信号の解析により明らかにした。

論文

Pump limiter experiment on JFT-2M tokamak

仙石 盛夫; 相川 裕史; 星野 克道; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; 近藤 貴*; 前田 彦祐; 松田 俊明; 松本 宏; et al.

Journal of Nuclear Materials, 162-164, p.667 - 673, 1989/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:49.89(Materials Science, Multidisciplinary)

プラズマ周辺の中性ガス上昇を防ぐためにJFT-2Mにポンプリミターを取り付けた。その結果、実効粒子損失の約12%を排気することが出来、粒子補給率を30%改善することが出来た。又ポンプリミターは密度及び申込み時間の限界値を上昇出来、n$$tau$$値が34%改善されることが示された。リミターHモードに対しても有効であった。

論文

H-mode by edge ECH in JFT-2M

星野 克道; 山本 巧; 川島 寿人; 玉井 広史; 小川 俊英; 小田島 和男; 鈴木 紀男; 上杉 喜彦; 森 雅博; 相川 裕史; et al.

Radio-Frequency Power in Plasmas, 4 Pages, 1989/00

電子サイクロトロン加熱のみによる周辺加熱でHモードへの遷移を見出した。入射波は周波数60GHzで、異常波の偏波を持つ。Hモード遷移動のしきい値は160kWで、これはJFT-2Mのしきい値としても最小値である。二倍高調波の電子サイクロトロン共鳴層は、プラズマ半径の90%という周辺にあり、配位は、下シングルヌルダイバータ配位である。この結果は、Hモード遷移には、プラズマ中心部の追加熱パワーは不必要であることを示すものである。

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