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Angioni, C.*; Fable, E.*; Greenwald, M.*; Maslov, M.*; Peeters, A. G.*; 竹永 秀信; Weisen, H.*
Plasma Physics and Controlled Fusion, 51(12), p.124017_1 - 124017_14, 2009/12
被引用回数：155 パーセンタイル：98.03(Physics, Fluids & Plasmas)トカマクプラズマにおける粒子輸送を決定する物理機構について、実験結果と理論予測との比較を行った。ここでは、乱流による粒子対流を引き起こす主な物理機構を理論的に特徴づけるため、ジャイロ運動論的方程式をもとにした簡単な解析的導出法から評価した指標を用いた。最初にトカマクプラズマにおける粒子輸送に関する実験結果を示し、次に理論的な予測との整合性について議論した。異なる領域のもとでは異なるプラズマパラメータ依存性を示すなど、複雑な特徴を示す理論予測と、同じく複雑な特徴を示す実験結果の間で定性的な一致が得られた。一部の実験データに関しては、理論予測と定量的な一致が得られた。これらの結果により、マクロ的な輸送特性とマイクロ乱流特性の直接的な関連を示すと同時に、マクロ不安定性と乱流の枠組みがトカマクプラズマでの粒子輸送をおもに引き起こしているという重要な確証を得た。最終的に、これらの結果が核融合炉での密度分布ピーキング度の予測に与える影響について明らかにした。
浦野 創; 坂本 宜照; 大山 直幸; 神谷 健作; 小島 有志; 林 伸彦; 相羽 信行; 鎌田 裕; JT-60チーム
Proceedings of 36th European Physical Society Conference on Plasma Physics (CD-ROM), 4 Pages, 2009/07
JT-60UにおいてHモードペデスタルの物理基盤とその制御手法について調べた。ELMの周波数は逆方向回転とともに増大し、ELMによる崩壊領域も密度・温度両分布において順方向回転時の方が内部にまで及ぶことがわかった。またELM後の密度分布の回復は温度分布より早いことがわかった。grassy ELMも逆方向回転時に周波数が増大した。また周辺衝突周波数の低下とともにELM周波数も低下することがわかった。QHモードはゼロ回転領域でも得られることを実験的に示した。軽・重水素放電を利用してペデスタル幅の無次元解析を行った。ラーマ半径が質量に依存することに着目して、圧力指数との相関を分離し、ペデスタル幅のラーマ半径依存性が弱いことを示した。
宮本 斉児; 中村 幸治*; 林 伸彦; 大山 直幸; 竹永 秀信; 杉江 達夫; 草間 義紀; 芳野 隆治
Proceedings of 36th European Physical Society Conference on Plasma Physics (CD-ROM), 4 Pages, 2009/07
燃料供給,ダイバーター排気,荷電交換による浸透,壁の吸蔵等の中性粒子の動的過程のため、ITERプラズマの振舞、例えばプラズマ電流立ち下げ時のH-L逆遷移などの解析は複雑なものとなる。最近、われわれは、L-H及びH-L遷移時のプラズマの振る舞いを記述する比較的簡便なモデルを開発し、TSCコードに組み込んだ。このモデルをJT-60Uの実験結果と比較した。この実験では、電子サイクロトロン(EC)波入射によってHモード遷移が起こっており、NBIによる中性粒子の影響を受けずに、閉じ込めの変化が中性粒子に及ぼす影響を見ることができる。シミュレーションの結果、実験のD
信号から推測される中性粒子の挙動をある程度説明できることが示された。このモデルは、さらなる改良が必要ではあるが、ITERのシナリオ開発に有用であると結論できる。
中村 幸治*; 宮本 斉児; 利光 晋一; 杉江 達夫; 草間 義紀; 芳野 隆治
Proceedings of 36th European Physical Society Conference on Plasma Physics (CD-ROM), 4 Pages, 2009/07
新たに開発したD-T燃料供給・排気モデルを組み込んだトカマクシミュレーションコード(TSC)を用いて、15MAのプラズマ電流を200秒の間に1.5MAまで落とすITERの放電停止シナリオを評価した。プラズマ電流が10MAに減少した600秒の時点で、核燃焼
粒子加熱を止めるためNBの補助加熱を停止し、同時に、Hモード境界輸送障壁のペデスタル構造を意図的に取り除くことでエネルギー閉込めをHモードからLモードに切り替えた。これにより、真空容器内に中性粒子が蓄積する一方プラズマ密度が減少する様子や周辺自発電流の消滅、これによる内部インダクタンスの急増などH-Lモード遷移の際の詳細挙動を調べ、ITER排気システムの性能を評価した。さらに、H-Lモード遷移を起こすと放電を止めてしまう放射崩壊が発生する可能性があることを初めて示した。また、H-Lモード遷移後、170GHzのO-mode波を用いた電子サイクロトロン(EC)加熱をすることで放射崩壊のリスクを回避できることを明らかにした。
石川 正男; 近藤 貴; 西谷 健夫; 草間 義紀
no journal, ,
ITERではマイクロフィッションチェンバー(MFC)を用いて核融合出力の計測を行う。しかし、MFC近傍に設置される水冷管が計測に影響を及ぼす可能性があるため、その影響を中性子輸送解析コードMCNPを用いて評価した。その結果、水冷管内の冷却水によって、中性子束はほとんど影響を受けないものの、MFCの応答は約40%増大すると評価された。これはMFCで用いるウラン235が中性子のエネルギーが低いほど高い反応断面積を持つために、冷却水による中性子の減速の効果がMFCの応答に影響を及ぼすためであると考えられる。このため、ITERの計測要求(10%以下の測定誤差)を満たすためには、特に低エネルギーの中性子である熱中性子の取り扱いが重要であり、熱中性子を吸収する材質をMFCの周りに設置することはその影響を低減する一つの方法である。本研究では、吸収体の材質及び厚さを変えることで、熱中性子がMFCの応答に与える影響がどのように低減されるかを評価した。
石田 真一; Barabaschi, P.*; 鎌田 裕
no journal, ,
JT-60SAプロジェクトは、ITERの支援研究と原型炉に向けた補完研究を行い、ITERと原型炉のための物理課題に取り組むことにより、核融合エネルギーの早期実現に貢献することを目標とする。幅広いアプローチ活動における日欧協力によるサテライトトカマク計画と日本の国内計画の下に、2007年から10年間でJT-60SAの建設と運転が行われる。日欧のホームチーム及びプロジェクトチームから構成される統合プロジェクトチームを組織し、2007年に原子力機構が取りまとめた概念設計報告書に基づいて、装置の科学的性能を損なうことなく、コストの節減と技術課題の解決を図るため、各調達機器の合理化設計を実施し、2008年12月に運営委員会で統合設計報告書が承認され、本格的な建設段階に入った。これらの日欧共同設計活動と並行して、2007年から日欧実施機関間による調達取決めを順次締結し、ポロイダル磁場コイル,真空容器及び真空容器内機器,容器内機器等の部品調達を進めている。本講演では、日欧で行った再設計の成果と調達活動の現状及び今後の展望について講演する。
