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論文

Self-organized critical gradient transport and shear flow effects for the ion temperature gradient mode in toroidal plasmas

岸本 泰明; 田島 俊樹*; LeBrun, M. J.*; W.Horton*; J.Y.Kim*; J.Q.Dong*; F.L.Waelbroeck*; 徳田 伸二; 川野辺 満*; 福田 武司

IAEA-CN-60/D-10, 0, p.299 - 307, 1996/00

トロイダルイオン温度勾配(ITG)によって引き起こされる非局所的な乱流がプラズマの緩和と輸送に強い制約を与え、そして緩和状態を臨界安定の近傍(しかしわずか不安定側)に位置させることが明らかになった。このような顕著な現象によって特徴づけられる輸送過程が、揺動エネルギーと温度勾配に対する動的方程式によって記述される臨界勾配モデルを用いて調べられた。そのモデルはプラズマのシアー流がない場合にはボーム型の熱拡散と外部加熱のピーク度依存性を持つL-モードスケーリングを導く。またプラズマのポロイダルシアー流が存在する場合には径方向に結合したトロイダルモードがより小さなポテンシャル構造に崩壊し、ボーム様からジャイロボーム様の輸送に変化することを示している。

論文

Modelling of impurity and plasma transport for a radiative divertor

清水 勝宏; 細金 延幸; 滝塚 知典; 嶋田 道也; 辻 俊二; 久保 博孝; 杉江 達夫; 朝倉 伸幸; 伊丹 潔; 竹永 秀信*; et al.

IAEA-CN-60/D-P2, 0, p.431 - 439, 1996/00

核融合炉のデザインで大きな問題となっているダイバータ板への熱負荷低減の方法の一つは、高密度低温ダイバータ・プラズマによる遠隔放射冷却である。しかし、そうしたプラズマにおいて、不純物による放射損失が局所的にX点近傍で増大し、MARFEを引き起こし、時にディスラプションを誘起する。従って、MARFEを生じることなく、高密度低温ダイバータ・プラズマを形成する条件を明らかにする必要がある。本論文では、モンテカルロによる不純物輸送のモデリングを行い、それを用いてJT-60Uの高密度プラズマにおける不純物の挙動を調べた。高密度プラズマになると、ダイバータ板近傍のイオン温度減少によって、それまでの不純物発生の主因であった物理スパッタが減少する。一方、private領域への中性粒子のフラックス増大によって、化学スパッタでメタンが発生し、これが直接主プラズマに混入することを明らかにした。

論文

Recent JT-60U results towards steady state operation of tokamaks

菊池 満; JT-60チーム

IAEA-CN-60/A1-2, 0, p.31 - 49, 1995/00

定常トカマク炉SSTRのような定常運転を実現するために、高q・高$$beta$$p領域での高性能運転が実証された。核融合積、Q値、DD中性子発生率、イオン温度、電子温度、閉じ込め改善度等で、顕著な成果を得た。また、これら一連の実験で、ブートストラップ電流率は約50%に達した。高q高$$beta$$p運転は閉じ込め性能のみならず、ディスラプション回避やダイバータ特性改善にも有効である。これらのJT-60Uの実験結果を、定常炉開発の観点から総合的に論じた。

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

Non-dimensional transport scaling and its correlation with local transport properties in JT-60U plasmas

白井 浩; 滝塚 知典; 菊池 満; 森 雅博; 西谷 健夫; 石田 真一; 鎌田 裕; 佐藤 正泰; 伊世井 宣明; 小出 芳彦; et al.

IAEA-CN-60/A2-17, 0, p.355 - 364, 1995/00

JT-60のジュール加熱及び中性粒子入射(NBI)加熱プラズマのデータを用い、無次元変数の関数形で蓄積エネルギーの熱化成分の比例則を確立した。その結果熱輸送比例則はボーム則とジャイロボーム則の中間になった。局所熱輸送解析の結果から、Lモードプラズマにおけるイオンの熱拡散係数はプラズマ電流、吸収パワーに強く依存し、電子の熱拡散係数はこれらにはほとんど依存しなかった。高$$beta$$$$_{P}$$モードプラズマにおけるエネルギー閉じ込め時間の改善はイオン熱拡散係数の軽減によるもので、電子の熱拡散係数はLモードプラズマと同程度だった。高$$beta$$$$_{P}$$モードプラズマにおいてNBI加熱中での蓄積エネルギーの熱化成分の改善(Lモードプラズマの蓄積エネルギー比例則との比較)は、最初はプラズマ中心部で、次にプラズマ周辺部で起こる。

論文

H mode of high toroidal field plasmas in JT-60U

佐藤 正泰; 菊池 満; 福田 武司; 竹永 秀信*; 鎌田 裕; 森 雅博; 白井 浩; 滝塚 知典; A.A.E.von-Blokland*; 石田 真一; et al.

IAEA-CN-60/A2-9, 0, p.265 - 274, 1995/00

核融合研究における最も重要な課題の一つは、高電流、高トロイダル磁場におけるHモードの理解である。この目的の為に、高トロイダル磁場(Bt$$<$$4.4T)、高アスペクト比(R/a=4、R:大半径、a:小半径)の中性粒子入射加熱のJT-60UプラズマのHモードを調べ、以下の事が判明した。1)LモードからHモードへの遷移パワー閾値の比例則(Pth=0.6Bt$$^{1.5}$$R・a)を見い出した。2)閉じ込め改善度にITER-89P則より強いq依存性があり、この閉じ込め改善が、ELMの出現により制限される。3)このELMは、バルーニングモードに起因する。4)Lモードに比べ閉じ込めが改善された時でも、比$$tau$$$$_{P}$$/$$tau$$$$_{E}$$は($$tau$$$$_{P}$$:粒子閉じ込め時間、$$tau$$$$_{E}$$:エネルギー閉じ込め時間)1.5以下であり、良い粒子排気性能が確保されている。

論文

Transport and exhaust of helium ash in enhanced confinement regimes on JT-60U

逆井 章; 久保 博孝; 細金 延幸; 杉江 達夫; 東島 智; 伊丹 潔; 朝倉 伸幸; 小出 芳彦; 清水 勝宏; 櫻井 真治; et al.

IAEA-CN-60/A2/A4-P12, 0, p.95 - 103, 1995/00

ITER等の実験炉で設計する際に重要な課題の一つとなっているヘリウム灰の輸送と排気について、JT-60Uにおける閉じ込め改善領域で調べた。ヘリウム灰を模擬するためにヘリウムビーム入射による中心補給及びヘリウムガスパフによる周辺補給を行い、ヘリウムの輸送、振舞、排気を調べた。閉じ込め改善領域として、ITERで注目されているELMのあるHモード及び閉じ込め改善度が2程度ある高$$beta$$$$_{P}$$ Hモード、さらにLモードで実験を行った。荷電交換再結合分光法(CXRS)によりヘリウムの密度分布及びその時間変化からヘリウムの輸送係数を決定した。可視の分光測定からダイバータ部のヘリウム及び重水素のリサイクリング粒子束の空間分布を測定し、プラズマ中心のヘリウム濃度との関係を明らかにした。また、中性粒子圧力測定からWall Pumpingによりヘリウムが排気され、ヘリウムビーム入射中でもヘリウム濃度を一定に保てることを検証した。

論文

Non-inductive current drive experiments for profile control in JT-60U

井手 俊介; 内藤 磨; 近藤 貴; 藤田 隆明; 松岡 守*; 池田 佳隆; 牛草 健吉; JT-60チーム

IAEA-CN-60/A5-4, 0, p.641 - 650, 1995/00

定常核融合炉におけるプラズマの保持及びその性能の改善のために、非誘導的にプラズマ電流分布を制御する事は非常に重要であると考えられている。本論文ではこのような定常化研究のためにJT-60U装置で行われている電流分布制御実験について報告する。主な成果は、1)中性粒子ビーム(NB)による分布制御実験:NBを用いて電流分布を制御できることを実験で明らかに示した。また同時にプラズマ回転の制御も行える事も示した。2)低域混成波(LHW)による分布制御実験:LHWによる電流分布制御は従来から良い結果を出して来たが、今回波の波数スペクトルを組み合わせることによりさらに効率良い制御が行えることを示した。

論文

Steady state high performance in JT-60U

鎌田 裕; 牛草 健吉; 閨谷 譲; 内藤 磨; 小関 隆久; 河野 康則; 芳野 隆治; 久保 博孝; 藤田 隆明; 石田 真一; et al.

IAEA-CN-60/A5-5, 0, p.651 - 661, 1995/00

電流分布と圧力分布の最適化によって、ELMのあるHモード(ELMy Hモード)におけるプラズマの総合性能が大きく進歩した。n$$_{D}$$$$tau$$$$_{E}$$Ti(0)=4-5$$times$$10$$^{20}$$m$$^{-3}$$skeVの高核融合積状態を最長で1.5秒維持することに成功した。また、ブートストラップ電流とNB駆動電流の和により、I$$_{P}$$=0.5MA~1MAでの完全電流駆動を達成すると同時に、規格化ベータ値~2.8-3.2、ポロイダルベータ値2.6~3及び閉じ込め改善度=2~2.5を維持することに成功した。これらの成果は、MHD安定性の向上によるものである。

論文

Disruption amelioration experiments in JT-60U and JET

芳野 隆治; 閨谷 譲; 伊世井 宣明; 小出 芳彦; 河野 康則; A.Tanga*; Campbell, D. J.*; M.F.Johnson*; L.Rossi*

IAEA-CN-60/A5-8, 0, p.685 - 695, 1995/00

主ディスラプションは、トカマク型核融合炉を開発する上で大きな問題であり、大型トカマク装置JT-60UとJETでは、主ディスラプションの緩和を目的とした研究を進めてきている。本論文は、これら両装置における最新の実験成果について報告し、ITERなどの大型トカマク炉におけるディスラプション回避とその緩和策について指針を与えることを目的としている。特に、以下の3点についての実験結果を示す。(1)主ディスラプションの緩和と回避(2)プラズマ電流クウェンチ中の垂直位置不安定性と逃走電子の抑制(3)ロックモードディスラプションの回避

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

Development of high power negative ion sources and accelerators for neutral beam heating and current drive systems

井上 多加志; 花田 磨砂也; 栗山 正明; 前野 修一*; 松岡 守; 宮本 賢治; 小原 祥裕; 奥村 義和; 渡邊 和弘

IAEA-CN-60/F-10, 0, p.687 - 693, 1995/00

原研における高出力の負イオン源と加速器の開発の現状を述べる。JT-60U負イオンNBI用の大型負イオン源は製作を完了し、試験に供されている。テストスタンド電源の制約から、ビームエネルギーは50keV以下に限られているものの、所定性能と同等のパービアンスにおいて、極めて収束性の良いビームが引き出されている。同等の構造をもつ小型加速器を用いてJT-60U負イオンNBIのビーム加速模擬試験では、所定の電流密度において0.18AのH$$^{-}$$ビームを収束良く400keVまで加速することに成功した。また、ITER等の実験炉で要求されるより高出力の負イオン源と加速器の開発のために、MeV級イオン源試験装置を建設した。現在、本装置において1MeV、1Aを目指したITER用原型加速器の試験を開始している。

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