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及川 聡洋; 谷 啓二*; 安積 正史*
no journal, ,
粒子の有限バナナ幅軌道に起因して、磁力線に沿って正負逆方向の速度を持つ捕捉粒子の数が非対称となる。その捕捉粒子が衝突によって非捕捉粒子数となるが、磁力線の正負方向に対して非対称となるため正味の電流が生まれる。この過程を粒子軌道追跡モンテカルロコードを使って明らかにした。この非捕捉粒子電流は有限バナナ幅と粒子源の不均一性の複合的効果により極めて大きくなる。一方、捕捉粒子はプラズマ中心部で負の電流を流す。したがって、正の非捕捉粒子電流は負の捕捉粒子電流により打ち消され、正味の粒子電流は中心付近で平坦な分布となる。ITERと同様のアスペクト比のプラズマ及び低アスペクト比トカマクVECTORでは、正味の駆動電流はそれぞれ0.4MA, 1MAとなることを明らかにした。
及川 聡洋
no journal, ,
出張者は国際トカマク物理活動の統合運転シナリオに関するトピカルグループにおいて、中性粒子ビーム電流駆動(NBCD)の理論コードのベンチマークを主導している。現在までにOFMC, NUBEAM, SPOT, ACCOME, ASTRAの計5コードの比較を行ってきた。NB入射高速イオン生成分布はほぼ一致する。加熱分布はおおむね一致するものの細かい部分での差異が見られ、有限軌道幅効果に起因すると考えられる。NB電流駆動分布は比較的大きな相違が見られる。OFMC, ACCOMEは高速イオンの初期ピッチ角をトロイダル磁場に対して計算しており、本来のプラズマ平衡磁場に対するピッチ角よりもずれる。このピッチ角計算の修正により、他コードとの差はある程度解消されることが期待できる。ASTRAコードは、実際のNB軌道を簡略化していること、円柱プラズマに対して導出されてフォッカープランク方程式を解いておりトロイダル効果を反映していないことが他コードとのずれの原因であることがわかった。今後間もなく、CQO3D, ASCOT, TRANSPコード等からの結果が出てくる予定であり、ベンチマクークのこれからの進め方について議論する。
本多 充; 林 伸彦
no journal, ,
JAEAにおける統合モデリング開発の現状と、統合コードTOPICS-IBを用いたITERシミュレーションに関する最新の計算結果を報告する。統合モデリングでは、TOPICS-IBにさらに中性粒子コードを統合化し、密度ダイナミクスの効果を考慮してELMのエネルギー損失とサイクルを調べた。NBIによる電荷分離によって流れる径方向電流が駆動するプラズマ回転を再現し、その物理機構を明らかにするために、TASK/TXとOFMC, EPOCを組合せたシミュレーションを行った。また、統合ダイバータコードSONICの現状について報告する。ITER定常運転シミュレーションでは、TOPICS-IBにLHコードを統合化しACCOMEと比較して統合の妥当性を確認した。また、ITER定常プラズマの性能が新古典輸送に依存することがわかったので、用いているマトリックスインバーションコードをNCLASSと比較して妥当性を確認した。
宮本 斉児; 中村 幸治*; 藤枝 浩文; 濱松 清隆; 及川 聡洋; 杉江 達夫; 草間 義紀; 芳野 隆治
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最近、われわれはTSCコードに光線追跡による電子サイクロトロン波(ECRF)の吸収/電流駆動を組み込んだシミュレーションモデルを開発した。このモデルにより、ITERの電流立ち上げ時の磁束消費を評価した。このモデルでは、実際のPFコイル,CSコイルの形状やECRFランチャーの配置が取り入れられており、ECRFの吸収分布や電流駆動分布が、プラズマの時間発展と自己無撞着に計算されている。ITERの現在のデザインではECRFは中心加熱/電流駆動となるが、比較のため周辺加熱/電流駆動の場合についても計算を行った。両方の場合について、プラズマ抵抗の低減による消費磁束抑制効果が見られた。周辺電流駆動の場合には、内部インダクタンスの低下によって、内部磁束消費が抑制される。しかしながら、中心電流駆動であっても、誘導電流は表皮効果により周辺部に誘導されるために、周辺駆動と同程度の内部磁束の抑制が期待できることを示した。
中村 幸治*; 宮本 斉児; 藤枝 浩文; 及川 聡洋; 杉江 達夫; 草間 義紀; 芳野 隆治
no journal, ,
ITERのような超伝導のポロイダル磁場(PF)コイルを用いたトカマク核融合炉では、現在の常伝導PFコイルのトカマクと比べ、プラズマ電流立ち上げ率を大幅に低く制限しなければならない。そのため、誘導プラズマ電流はコア深部にまで浸透し、中心部に集中した電流分布になる。そのようなプラズマは、内部インダクタンスが大きく、垂直位置不安定になりやすく、ダイバーター配位の縦長プラズマにとっては危険である。立ち上げ初期での追加熱は、プラズマ電流の浸透を遅らせるため、電流の中心部への集中を抑えるのに有効であると言われているが、リミターへの熱負荷を増大させてしまう欠点がある。それゆえ、追加熱のタイミングなど放電の最適化が重要となる。本研究では、ITERの最新のプラズマ配位と15MA/70sの電流立ち上げシナリオに基づき、プラズマ電流の安定な立ち上げの包括的なシミュレーションモデルの構築について発表する。ブートストラップ電流割合が高くなったときに、安定な電流分布を形成するためのシナリオについて議論するとともに、プラズマ電流をどの程度速く立ち上げる必要があるのか、また可能であるのかについても議論する。
井手 俊介; JT-60チーム
no journal, ,
JT-60Uにおける、ITPA定常運転トピカルグループ提案の国際比較実験の結果について報告する。おもに、ITERにおける運転シナリオ確立にむけたプラズマ放電開発に関する実験である。また、JT-60U実験終了後の研究体制についても報告する。