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鎌田 裕; JT-60チーム
Plasma Physics and Controlled Fusion, 41(12B), p.B77 - B92, 1999/12
被引用回数：28 パーセンタイル：65.21(Physics, Fluids & Plasmas)次期核融合実験炉(ITER)へ向けて、高性能放電領域の拡張を行っているJT-60Uの最近の実験成果をレビューする。分布及びプラズマ形状制御による高
安定性の向上及びそれによる高閉じ込め状態の長時間維持を中心に、負磁気シアモード、高ポロイダルHモードの定常化における局所電流及び圧力分布制御の指針を示す。圧力分布制御による臨界プラズマ条件の高い再現性、低域混成波電流駆動による高閉じ込め状態の定常維持、高三角度化による定常限界の向上と周辺部安定性向上、負イオン源中性粒子ビーム加熱、低域混成波電流駆動、110GHz帯電子加熱等による高電子温度領域への放電拡張、複合帰還制御、ディスラプション緩和制御、ダイバータ排気による粒子制御等の新制御法の開発等を詳述し、炉心プラズマ開発における主要物理課題の解決策を提示する。
玉井 広史; 朝倉 伸幸; 逆井 章; 細金 延幸; 伊丹 潔; 木島 滋; JT-60グループ
26th European Physical Society Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics, 23J, p.409 - 412, 1999/00
高い放射冷却状態と高性能コアプラズマとの両立を実現させるために必要な両側ダイバータデタッチ状態では、プライベートドーム内側と外側の中性粒子圧力バランスが一定であることを内側排気付きW型ダイバータで発見した。この圧力バランスの領域は、ダイバータ形状・排気の有無により大きく異なり、ダイバータ中性粒子のX点への逆流をいかに抑制するかで決まる。最近改造した両側排気では、外側も排気されるとともに、ドームとセパラトリクス間の空隙をより小さくできるため、中性粒子の遮蔽効果が高まるとの予測通り、X点への逆流抑制が顕著であり、この結果、デタッチ状態が出現する圧力バランスの領域が、内側排気のみのときと比べて大きく拡張した。これは、今後、予定しているガスパフを用いた中性粒子圧力比の帰還制御による両側デタッチ状態の維持の可能性をより明確に支持する実験結果である。
杉原 正芳; Y.Igitkhanov*; G.Janeschitz*; 波多江 仰紀; L.Horton*; A.Hubbard*; 鎌田 裕; J.Lingertat*; T.Osborne*; W.Suttrop*; et al.
26th European Physical Society Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics, p.1449 - 1452, 1999/00
H-モードの境界ペデスタルの幅と高さのスケール則をITERペデスタルデータベースを用いて導出することを試みた。これまでの個々の装置によるペデスタル幅のパラメータ依存性はそれぞれ非常に異なっているが、電場のシェアーを作り出すイオンバナナ幅が基本的パラメータと考えられる。ここではさらに磁場シェアーによる不安定性の抑制をもうひとつの支配パラメータとして導入し、放電領域により異なった依存性を説明する。さらにすべての装置のペデスタル高さのスケール則が理想バルーニングモードによる圧力勾配とイオンバナナ幅の積によりうまく整理できることを示した。これにさらに放電領域、プラズマ形状、サイズパラメータを導入しITER予測を試みた。
松本 宏; Boucher, D.*; Mukhovatov, V.*
26th European Physical Society Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics (CD-ROM), 4 Pages, 1999/00
低コスト・オプションITERはQ~10、核融合出力500MWを約500秒維持することを設計条件としている。また非誘導放電によるQ~5の定常プラズマ運転の達成も設計目標となっている。現在検討が進められている低コスト・オプションITERの運転性能を1次元トカマク・シミュレーション・コード、PRETORを用いて誘導放電/高Q運転モード、非誘導/定常運転モード時につき、予測した結果を発表する。また中性子を発生させない水素プラズマでの運転は、ITERの初期立ち上げ調整運転として重要であるが、物理実験の見地からも非核環境下で行う低コスト実験フェーズとして意味がある。PRETORコードを用いて水素プラズマでの運転領域、特性を予測した結果も発表する。
鈴木 慎悟*; 清水 勝宏; 久保 博孝; 白井 稔三; 逆井 章; 杉江 達夫; 朝倉 伸幸
Europhysics Conference Abstracts, 23J, p.477 - 480, 1999/00
ヘリウム排気のメカニズム、及び周辺プラズマにおけるヘリウムの挙動を明らかにするため、モンテカルロ法に基づいたヘリウム輸送コードの開発を行った。この開発においては、不純物輸送コードIMPMCをベースに、ヘリウム原子やイオンに対する衝突素過程の最新データを取り込んで行った。取り込んだ素過程は、電子衝突による電離と再結合、ヘリウム同士の衝突による電荷交換反応、重水素イオンと中性ヘリウムの衝突による弾性散乱などである。計算の結果、He
とHe
の密度分布が互いによく似ていることや、ストライク点からの中性ヘリウムのフラックスが顕著に見られることがわかった。またJT-60UにおけるHeI(668nm)の分光観測との比較により、ダイバータ板におけるヘリウムの反射過程がかなり寄与していることがわかった。
篠原 孝司; 芳野 隆治; Nazikian, R.*; 藤田 隆明; 岸本 泰明
Europhysics Conference Abstracts, 23J, p.405 - 408, 1999/00
最近発見された負磁気シア高性能プラズマは、トカマクによる核融合プラズマの先進運転手法として、期待されている。現時点では、負磁気シア高性能プラズマの定常的な運転手法は確立されておらず、その確立が望まれ、研究が進められている。JT-60Uでは、定常的な運転手法を知るために、中心部相関反射計を製作し、これを用いて、負磁気シア高性能プラズマの物理機構の解明を進めている。本発表では、JT-60U負磁気シア高性能プラズマにおける内部輸送障壁劣化時の密度揺動の相関測定で得られた結果を報告する。内部輸送障壁の劣化の仕方として、ゆっくりとした劣化と突然の崩壊による劣化の二つの場合を観測し、両方の場合で内部輸送障壁が劣化すると密度揺動の相関長が長くなることが発見された。
芳野 隆治; 竹治 智; 諫山 明彦; 藤田 隆明; 閨谷 譲; 福田 武司
Europhysics Conference Abstracts, 23J, p.425 - 428, 1999/00
内部輸送障壁をもつ負磁気シアプラズマは、多くのトカマク装置において、高い閉じ込め性能を実証されている。しかし、この閉じ込め改善は過渡的であり、高い頻度でメイジャーディスラプションが発生している。このうち、安全係数の径方向の最小値(q
)が3または2の近傍において規格化値
に上限があり、これを越えるとディスラプションが発生する。qが3または2に下がるのは、内部輸送障壁での局所的な閉じ込め改善とそれによるブートストラップ電流の増大が正のフィードバックを形成することによる。系統的な解析の結果、qが2または3となる場所でのトロイダル回転シアが存在するとき、ディスラプションが発生しないことがわかった。以上の結果より、qの値とqの位置でのトロイダル回転シアにより、ディスラプションの発生を予測できる。
-collape-induced VDE and its underlying mechanism in the TVC tokamak中村 幸治; J.B.Lister*; F.Hofmann*; Y.R.Martin*; J.-M.Moret*; P.Vyas*
Europhysics Conference Abstracts (CD-ROM), 23J, p.417 - 420, 1999/00
い崩壊(プラズマ圧力の急激な低下)によって引き起こされるプラズマの垂直移動現象(VDE)について、高非円形TCVトカマクにおける発生機構を計算機シミュレーションの実験によって調べた。TCVでは、崩壊の規模及びプラズマ断面形状の非円形度に従って、VDEが発生する場合と発生しない場合があり、これがプラズマ運動を模擬できるシミュレーションの結果と一致することを示した。また、崩壊型のVDEを伴う典型的なディステプション放電について、シミュレーションを行い、崩壊の際に生じるプラズマの内向き変位の結果、渦電流が真空容器に発生し、この渦電流が非円形プラズマの宿命である垂直位置不安定性をさらに悪化させていることを明らかにした。本会議では、上記TCVトカマクのVDE発生機構とこれを一般化した物理モデルについて報告する。
濱松 清隆; 滝塚 知典; 白井 浩; 岸本 泰明; C.S.Chang*
Europhysics Conference Abstracts (CD-ROM), 23J, p.421 - 424, 1999/00
内部輸送障壁の特徴は密度・温度の空間変化がイオンのバナナ軌道の幅程度であること、径方向電場が形成されていることである。この状況は、従来の新古典輸送理論の適応範囲を大きく逸脱している。また、JT-60では輸送障壁が準定常的に維持されている。本研究では、準定常な輸送障壁近傍でのイオンの粒子・エネルギー輸送特性をモンテカルロ・シミュレートにより解析した。具体的には、OFMCコードを用いて粒子・熱パルスの伝播をシミュレートし、拡散係数と対流係数を評価した。解析の結果は、電場がない場合は、急峻な密度・温度勾配が粒子・エネルギーの外向きの流れを誘起すること、電場がこの流れを内向きに逆転させ、同時に拡散係数を低減することを示した。
