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藤本 加代子; 仲野 友英; 久保 博孝; 澤田 圭司*; 滝塚 知典; 川島 寿人; 清水 勝宏; 朝倉 伸幸
no journal, ,
非接触ダイバータプラズマにおける体積再結合は、ダイバータ板へのイオン束の減少に重要な役割を果たす。2次元分光計測は、体積再結合の空間構造の解明に有効な手法のひとつである。本研究では、非接触ダイバータプラズマの重水素バルマー系列線を約1cmの空間分解能で2次元計測し、D
とD
の発光強度比と、衝突放射モデルを用いて計算した発光強度比を比較した。発光強度比から、Dの発光には再結合成分が含まれていることがわかった。このような領域は、ポロイダル断面の内側ストライク点上部にr方向に8cm、z方向に4cmの幅で分布している。この領域では、重水素バルマー系列線の発光強度比から、電子密度は約1
10
m
,電子温度は0.3eV以下と見積もれた。
Buttery, R. J.*; La Haye, R. J.*; Coda, S.*; Gohil, P.*; 諫山 明彦; Jackson, G.*; Raju, D.*; Reimerdes, H.*; Sabbagh, S.*; Sen, A.*; et al.
no journal, ,
新古典テアリングモード(NTM)は高ベータプラズマにおいて発生して閉じ込め性能を劣化させることから、その発生条件を明らかにすることは重要である。本発表では、ASDEX-U(ドイツ、マックス・プランク研究所),DIII-D(米国、ジェネラル・アトミックス社),JET(EU),JT-60UにおけるITERハイブリッド・シナリオ実験のデータから、NTM発生時及び消滅時の規格化ベータ値のラーマー半径依存性やプラズマ回転依存性を解析した結果を報告する。NTM発生時及び消滅時の規格化ベータ値はラーマー半径にほぼ線形の依存性があり、過去に得られた他の運転領域におけるデータと同様の傾向を示した。また、NTM発生時の規格化ベータ値がプラズマの回転にも依存することを示唆する結果がDIII-DやJETで得られた。
石井 康友; Smolyakov, A. I.*
no journal, ,
本研究では、回転プラズマに外部揺動を加えた場合の、磁気島の成長過程を明らかにした。特にこれまでの標準的な理論では考慮されていなかった、プラズマ回転によるアルフベン共鳴面と磁気中性面の空間位置のずれの効果を調べた。本研究で、アルフベン共鳴による電流シート分布の粘性値依存性を調べたところ、高粘性領域では中性面に単一ピークを持つ一方、低粘性領域では内外のアルフベン共鳴面にピークを持つことがわかった。低粘性領域ではプラズマ回転が局所的に減衰する一方、高粘性領域では径方向の広範な領域で減衰する。その結果、プラズマ回転の減衰過程が異なるため、高粘性領域では中性面近傍に電流シートが形成されるにもかかわらず、磁気島が急激に成長する時刻が遅くなることを明らかにした。また、高粘性領域では、磁気島内のトルク分布が比較的一様であるが、低粘性領域では、磁気島のX-点近傍とO-点近傍で逆方向のトルクが働いている。この結果、高粘性領域では磁気島は剛体的な運動をするが、低粘性領域では、磁気島が特異な変形を引き起こし、磁気島の急激な成長の後に、二次的磁気再結合を伴う遷移領域が現れることを明らかにした。
鈴木 隆博; 諫山 明彦; 松永 剛; 藤田 隆明; 及川 聡洋; 鎌田 裕
no journal, ,
プラズマ内部の磁場分布を測定するモーショナルシュタルク効果(MSE)計測器の改良により、JT-60Uでは3つの独立なMSE計測器光学系を同時にビーム分光(BES)計測に利用できるようになった。BES計測の信号は密度揺動と磁場揺動の情報を含んでいる。そこでMHD不安定性の発生した高圧力プラズマにおいてBES計測の信号を解析した。3つのMSE光学系を活用することで、密度揺動はほぼ180度離れたトロイダル位置の間で位相が反転しており、しかもq=2面の両側で反転していることがわかった。これは密度揺動がq=2面に局在する磁気島構造の回転によって引き起こされていることで説明できる。磁場揺動の情報は信号強度が弱く測定が困難であるが、プラズマ外部からは測定できないプラズマ内部の磁場揺動を測定する手段として重要である。上記の放電では揺動強度が強かったため、従来測定が困難であった磁場揺動の情報についても観測することができた。磁場揺動のチャンネル間の相関解析を行い、空間構造を調べた。
鎌田 裕; JT-60チーム
no journal, ,
JT-60Uにおける順/逆/垂直方向の中性粒子ビーム入射,トロイダル磁場リップル低減のためのフェライト鋼導入,摂動手法による運動量輸送解析を活用したプラズマ回転に関する研究成果を報告する。順/逆/垂直方向の中性粒子ビーム入射を用いて、抵抗性壁モードの安定化に必要な回転速度がアルフベン速度の0.3%程度であることを明らかにした。逆方向回転時に、Type IとGrassy ELMの周波数が増加すること、ELMで放出されるエネルギーが小さくなることを示した。順方向回転時には、ペデスタル高さ及び勾配が増加し、それにより閉じ込め性能も向上した。フェライト鋼導入により、トロイダル磁場リップルによる高速イオンの損失が逆方向回転を誘起していることを示した。摂動手法による運動量輸送解析により、運動量の拡散係数と対流速度を分離して評価した。運動量の拡散係数は、イオン系熱拡散係数と同程度であり、プラズマ電流の増加に従って減少し、加熱パワーとともに増加した。対流速度は、拡散係数とともに増加する傾向にあった。これらの評価をもとに、圧力勾配により自発回転が駆動されていることを定量的に明らかにした。内部輸送障壁が運動量入射により制御できることを示し、同手法を用いて高自発電流プラズマの長時間維持に成功した。
本多 充; 滝塚 知典; 福山 淳*; 小関 隆久; 吉田 麻衣子
no journal, ,
1次元輸送コードTASK/TXはトカマクプラズマにおけるプラズマ回転と径電場を研究するために開発されている。TASK/TXは二流体方程式とマクスウェル方程式を組合せて同時に解いている。JT-60Uでフェライト鋼タイルを真空容器に装着することでトロイダル磁場リップルが低減し、その結果高速イオン損失が引き起こしていた逆方向回転が抑制され、プラズマが順方向に回転しやすくなる現象が観測された。リップルによって影響を受けるビームイオンの振る舞いを解析するために、リップル損失モデルが作られた。数値計算によって、リップル強度が増加するにつれて、順方向と垂直方向へのNB入射環境において順方向回転の減少が再現された。JT-60Uで観測されているように、トロイダル回転は一定の圧力勾配下ではリップル強度とともに変化し、径電場も境界付近で変化する。トロイダル回転の変化が径方向の力の釣り合いを通じて、径電場の変化と強い結びつきがあることを示唆している。