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論文

High recycling steady H-mode regime in the JFT-2M Tokamak

神谷 健作; Bakhtiari, M.; 河西 敏; 川島 寿人; 草間 義紀; 三浦 幸俊; 小川 宏明; 大山 直幸; 佐藤 正泰; 篠原 孝司; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 46(5A), p.A157 - A163, 2004/05

 被引用回数:21 パーセンタイル:39.76(Physics, Fluids & Plasmas)

JFT-2M装置において、第一壁のボロン化後に高リサイクリング定常(HRS)H-modeが得られる新しい運転領域を開拓した。このH-modeは定常性を有しており、大きなELMが無いのでダイバータ板への熱負荷を低減でき、高密度運転が可能である(閉じ込め改善度${it H}$$$_{89P}$$$$sim$$1.6,規格化密度${it n}$$$_{e}$$/${it n}$$$_{GW}$$$$sim$$0.7)。HRS H-mode遷移時にコヒーレント成分を有する特徴的な磁場及び浮遊電位揺動が10-100kHzの周波数帯に観測されている。この揺動は粒子輸送の増加に重要な役割を果たしていると考えられ、Alcator C-Modで観測されているEnhanced Da (EDA) H-modeと類似している。通常のダイバータ配位(三角度delta$$sim$$0.4)におけるHRS H-modeの運転領域は比較的高い中性粒子圧力でかつ高密度(${it n}$$$_{e}$$/${it n}$$$_{GW}$$$$>$$0.4)で観測され易いが、広い範囲の安全係数${it q}$$$_{95}$$(2$$sim$$3付近の低安全係数でも)で得られている。最近の研究では、HRS H-mode運転領域はdelta$$sim$$0.75まで拡張可能であることがダブルヌル配位にて明らかとなっている。一方、delta$$<$$0.3以下では大きなELMsが発生し、高密度あるいは高リサイクリング状態にもかかわらずHRS H-modeは得られていない。このことはプラズマ形状もELMsの安定化に重要な役割を果たしていることを示唆する。

論文

Roles of aspect ratio, absolute $$B$$ and effective $$Z$$ of the H-mode power threshold in tokamaks of the ITPA database

滝塚 知典; ITPA Hモード閾値データベースワーキンググループ*

Plasma Physics and Controlled Fusion, 46(5A), p.A227 - A233, 2004/05

 被引用回数:43 パーセンタイル:18.17(Physics, Fluids & Plasmas)

将来のトカマク核融合炉のHモードパワー閾値を評価するために、ITPA閾値データベースを用いて定量的な比例則が開発されてきた。最近このITPAデータベースに球状トカマク(MAST, NSTX)のデータが供給された。トロイダル磁場の替りに絶対値磁場Bを含む新しい比例則は、低アスペクト比でのプラズマ電流依存性を包含し、かつこれまでの電流に依存しないというデータに矛盾しない。低アスペクト比がパワー閾値を増大させるその他の要因についても調べる。全てのデータセットに対して、実効的荷電数Zがパワー閾値を上昇させることが明らかになった。Zを比例則のパラメータに加えることにより、実験データに見られる散乱状況と低密度時の異常性をともに減少させることができる。

論文

Dimensionless pedestal identity experiments in JT-60U and JET in ELMy H-mode plasmas

Saibene, G.*; 波多江 仰紀; Campbell, D. J.*; Cordey, J. G.*; la Luna, E. de.*; Giroud, C.*; Guenther, K.*; 鎌田 裕; Kempenaars, M. A. H.*; Loarte, A.*; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 46(5A), p.A195 - A205, 2004/05

 被引用回数:10 パーセンタイル:64.88(Physics, Fluids & Plasmas)

ITERにおけるHモードの周辺ペデスタル構造と周辺局在化モード(ELM)挙動の予測と制御手法の確立を目的とし、大型トカマク装置(JT-60及びJET(欧州))間の比較実験を初めて実施した。本論文は、その初期的な報告である。プラズマ断面形状、及びペデスタル部の輸送と安定性を支配する無次元量(ベータ値,規格化ラーマ半径,規格化衝突周波数)を一致させ、ペデスタル構造を比較した。ペデスタル部の幅に関しては、両装置でほぼ一致したが、周辺圧力及びその空間勾配は、JETがJT-60の約1.5倍であった。プラズマのアスペクト比が小さなJET装置での安定性が高い可能性がある。

論文

Density fluctuation measurement at edge and internal transport barriers in JT-60U

大山 直幸; Bruskin, L. G.*; 竹永 秀信; 篠原 孝司; 諫山 明彦; 井手 俊介; 坂本 宜照; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 鎌田 裕; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 46(5A), p.A355 - A361, 2004/05

 被引用回数:9 パーセンタイル:68.09(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60では輸送障壁における密度揺動計測を行うため、ミリ波反射計の開発を進めてきた。原理的に反射計の信号だけで密度揺動の強度を評価することはできないため、2次元フルウェーブシミュレーションコードを用いて反射計信号を模擬し、実際の反射計信号と統計的指標を比較することで密度揺動の強度を評価する解析手法を確立した。Hモードペデスタル部の計測では揺動の強度と波数を同時に決定することができ、密度揺動が1/6以下に低下するとともにポロイダル波数が減少することが明らかになった。一方、内部輸送障壁を持つプラズマにペレット入射を行った際に観測された反射計信号急減時の評価では、密度揺動が1/2以下に低下していることが明らかになった。

論文

Impact of toroidal rotation on ELM behaviour in the H-mode on JT-60U

坂本 宜照; 白井 浩; 藤田 隆明; 井手 俊介; 滝塚 知典; 大山 直幸; 鎌田 裕

Plasma Physics and Controlled Fusion, 46(5A), p.A299 - A304, 2004/05

 被引用回数:59 パーセンタイル:11.43(Physics, Fluids & Plasmas)

核融合炉ではELMにより排出される熱流速がダイバータ板の寿命を制限するため、この熱流速の緩和は緊急課題の一つになっている。本論文ではトロイダル回転がELMの振る舞いに与える効果について調べた。トロイダル回転を反プラズマ電流方向に増大させると、ELM周波数が低下するとともにELM振幅が低減し、ELMの全くないHモード境界プラズマが得られ、ELMがトロイダル回転により制御できることが明らかになった。またELMが消失した時に粒子束の増大が観測され、粒子制御性を示唆している。

論文

Formation conditions for electron internal transport barriers in JT-60U plasmas

藤田 隆明; 福田 武司*; 坂本 宜照; 井手 俊介; 鈴木 隆博; 竹永 秀信; 居田 克巳*; 出射 浩*; 下妻 隆*; 藤澤 彰英*; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 46(5A), p.A35 - A43, 2004/05

 被引用回数:26 パーセンタイル:32.65(Physics, Fluids & Plasmas)

電子サイクロトロン波(EC)加熱を用いて、JT-60Uプラズマにおける電子の内部輸送障壁(ITB)の形成条件を調べた。低密度で、中性粒子ビーム加熱パワーが少ない場合に、EC加熱パワーの系統的なスキャンを行った。負磁気シアプラズマの場合には電子温度勾配が空間的に変化する点が出現し、その内側の電子温度勾配がEC加熱パワーとともにすみやかに増大し、電子熱拡散係数が1m$$^{2}$$/s以下となったのに対して正磁気シアプラズマの場合は電子温度分布は滑らかなままであり、その最大値も小さい値に留まり、電子熱拡散係数は1m$$^{2}$$/s以上であった。このことから、負磁気シアの方が電子ITBが形成されやすいことがわかった。一方、中性粒子ビーム加熱パワーが大きく、イオンのITBが形成される場合には、正磁気シアにおいても電子ITBが形成されることが観測された。これは、イオンのITBの形成に伴う大きな径電場勾配あるいは圧力勾配が電子ITBの形成に有効に働いたためと考えられる。

論文

Comparison of electron internal transport barriers in the large helical device and JT-60U plasmas

居田 克巳*; 藤田 隆明; 福田 武司*; 坂本 宜照; 井手 俊介; 東井 和夫*; 稲垣 滋*; 下妻 隆*; 久保 伸*; 出射 浩*; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 46(5A), p.A45 - A50, 2004/05

 被引用回数:19 パーセンタイル:43.04(Physics, Fluids & Plasmas)

LHDプラズマとJT-60Uプラズマでは低密度プラズマにECHの追加熱を行うと、中心電子温度が上昇し電子系の内部輸送障壁が形成され、電子温度勾配が大きくなる。プラズマの主半径を温度勾配のスケール長で割った値(R/LTe)が電子温度勾配モデルから想定される一つの指標として用いられている。密度で規格化したECHのパワーによってこのR/LTeがどのように変化するかを調べた。LHDプラズマでは、あるパワーにてR/LTeが急激に増大し、内部輸送障壁形成に必要なECHパワーのしきい値の存在を示しているのに対し、JT-60Uのプラズマでははっきりしたしきい値が観測されなかった。この違いは輸送障壁形成機構の違いを示していると考えられる。一方、輸送障壁形成時の電子温度分布にも、LHDプラズマとJT-60Uプラズマで差が観測されている。JT-60Uプラズマでは輸送障壁が形成されるにつれて、プラズマの中心部の温度に平坦化が見られるが、LHDプラズマでは平坦化が観測されていない。これは回転変換分布(q分布)の違いが原因と考えられる。

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