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H-mode discharges in JT-60U諫山 明彦; 鎌田 裕; 小関 隆久; 井手 俊介
Proceedings of 10th International Toki Conference on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion (ITC-10), p.94 - 98, 2000/00
JT-60Uでは加熱分布や圧力分布を最適化することにより、高Hモードプラズマを長時間維持するのに成功しているが、
値が高い領域では抵抗性不安定性が発生し閉じ込め性能が劣化する。この不安定性は、(1)密度が低いほど発生しやすい、(2)値が高いほど発生しやすい、(3)不安定性飽和時の磁場揺動の振幅は値とともに大きくなるなどの特徴がある。これらの特徴は新古典テアリングモードの特徴と似ていて、特に(2)と(3)は古典的なテアリングモードとは逆の傾向を示す。理論計算の結果でも本抵抗性不安定性は新古典テアリングモードの性質を示すことがわかった。また、1999年、電子サイクロトロン(EC)波を入射して不安定性を安定化する実験を行った。ECE計測装置で同定した不安定性発生場所にEC波が吸収されるように入射角を調節した結果、特定の放電で磁場揺動の振幅と磁気島付近の電子温度揺動が減少することを観測した。
渡邊 和弘; 秋場 真人; 秦野 歳久; 今井 剛; 栗山 正明; 小原 祥裕; 奥村 義和; 辻 博史
Proceedings of 10th International Toki Conference on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion (ITC-10), p.525 - 529, 2000/00
原研における定常トカマク炉に向けての主要な工学技術の開発状況について述べる。電流駆動のための高エネルギーNBIについては、負イオンの1MeV加速、30mA/cm
の高電流密度負イオン生成、140時間の負イオン連続生成等にそれぞれ成功し、MeV級のNBI実現の見通しを得た。またRF加熱では、170GHzで450kW,110GHzで1MWの発振出力を、ダイヤモンド窓を用いることにより成功し、ECRF装置の見通しを示した。トカマク本体の工学技術に関しても、F82Hを用いた低放射化のブランケットモデルで2.7MW/mの熱負荷5000サイクル以上を確認し、ダイバータ実規模モデルにおいても、定常熱負荷5MW/mで3000サイクル以上、20MW/m・10Sで1000サイクル以上を確認し、実現性を示した。プラズマ閉じ込めの大型超伝導磁石については、46kAで13Tの磁場を1T/sの速度で発生できる中心ソレノイドコイルモデルを製作し、試験を開始した。
鎌田 裕
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion, 38(8), p.1173 - 1188, 1996/08
被引用回数：7 パーセンタイル：28.4(Physics, Fluids & Plasmas)各国のトカマク装置で得られた複合Hモード及び改善Hモードに関するレビューを行う。複合Hモードとしては、高p Hモード、スーパーショットHモード、ペレット入射Hモード、CHモード、負磁気シアHモード、高内部インダクタンスHモード等がある。改善Hモードとしては、VHモード、高TIHモードがある。改善閉じ込めの原因としては、E
Bシアの増大、Ti/Teの増大、密度分布の尖頭化、磁気シアの上昇及び低下等が報告されている。将来的に大切なことは、電子加熱時に発生するか否か、定常状態を維持できるが、高粒子リサイクリングと両立するか、安定性マージンが大きいか等の問題である。今のところ、これらすべてを満たす複合/改善Hモードは得られていない。今後の定常核融合炉の高性能化のために解決すべき諸問題を提示する。
鎌田 裕; 芳野 隆治; 閨谷 譲; 佐藤 正泰; 徳田 伸二; 安積 正史; 竹治 智; 牛草 健吉; 福田 武司; 森 雅博; et al.
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion, 38(8), p.1387 - 1391, 1996/08
被引用回数：45 パーセンタイル：78.98(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uで発生するELMの発生条件を述べる。閉じ込め性能を決定しているELMは、Giant ELMであり、系統的な解析の結果、高nバルーニングモードでトリガーされていると言える。その発生は、プラズマ周辺での局所的な圧力勾配の限界値到達によりもたらされる。この限界値改善には、電流分布制御及びプラズマ断面形状制御が有効である。特に、JT-60Uにおける高三角度運転では、ELMの発生する圧力限界を約1.5~2倍高めることに成功した。
嶋田 道也; JT-60チーム
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1992, Vol.1, p.57 - 77, 1993/09
JT-60Uにおいて30MW出力の加熱実験を行ない、次の結果を得た。(1)熱伝導特性の良好なグラファイト板を用い、しかも設定誤差を小さく(
0.5mm)し、端部をテーパ加工して熱集中を防いでいるため、20MW、5秒間の入射に際しても炭素バーストは発生しなかった。(2)壁調整によって不純物低減と粒子リサイクリング低減に努めた結果、Lモンド閉じ込めの2.1倍の閉じ込め性能を得、最大蓄積エネルギー5.3MJを得るなど、Hモードの質を改善することができた。(3)高ポロイダル・ベータ放電においては、Lモードの閉じ込めの3倍、中心イオン温度38keV、中心電子温度8keV、蓄積エネルギー6MJ中性子発生量2.810
/sなど優れた閉じ込め性能を得ることができた。
石田 真一; 松岡 守; 菊池 満; 辻 俊二; 西谷 健夫; 小出 芳彦; 小関 隆久; 藤田 隆明; 中村 博雄; 細金 延幸; et al.
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1992, Vol.1, p.219 - 233, 1993/00
JT-60Uにおいて、高アスペクト比の高磁場非円形ダイバータ配位を用いて、高
実験を行った。その結果、Lモードスケーリングの3倍の閉じ込め改善度をもつ良好な閉じ込め改善領域を見い出した。炉心級の高温プラズマ(Ti~32keV)、高い核融合積(n
(0)
Ti(0)~410
m
・s・keV)が得られ、中性子発生率210
n/sに対するDT換算の等価核融合増倍率は、Q
~0.3に達した。閉じ込め改善特性には、パワー依存性があり、電流分布のピーキングは、得られる
値を向上させる効果がある。また、 collapse現象は、閉じ込め改善モードの保持を妨げ、高領域の限界を低下させることがわかった。1.5次元輸送解析の結果は、~2.1の高放電において、約0.7MAのブートストラップ電流が流されていることを示している。
Kardaun, O.*; Ryter, F.*; Stroth, U.*; Kus, A.*; Deboo, J. C.*; Schissel, D. P.*; Bramson, G.*; Carlstrom, T. N.*; Thomsen, K.*; Campbell, D. J.*; et al.
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1992, Vol.3, p.251 - 270, 1993/00
最近まで行った、H-モードデータベースの更新およびデータの追加作業によりできあがったITERH.DB2の解析結果について発表する。このデータからのスケーリング則は、ELMなしのデータに対して、
=CI
・B
・P
(A/Z)
R
K
(a/R)-0
であり
=C
I
B
P
(A/Z)
R
K
(a/R)
である。
渡邊 和弘; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 前野 修一*; 水野 誠; 小原 祥裕; 奥村 義和; 鈴木 靖生*; 田中 秀樹*; 田中 政信*
Proc. of 14th Int. Conf. on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, p.371 - 378, 1993/00
核融合プラズマの加熱及び電流駆動の有力候補である高エネルギー中性粒子入射装置(NBI)を実現するために、負イオン源の大電流化、長パルス化・高エネルギー化の研究開発を進めている。大電流化に関しては、既に10AのH
ビームを生成することに成功し見通しを得ている。次の長パルス化に関して、50keV,0.3AのHビームを24時間連続生成することに成功した。また、50keV,0.5Aで1000秒の出力に成功した。この時の電流密度はJT-60U用負イオン源の設計値にほぼ等しい14mA/cmである。高エネルギー化に関しては、14mm
単一孔加速電極系で300keV、17mAで発散角5.5mradの収束性の良いビーム生成に成功し、孔数9個の多孔電極系を用いて、300keV、100mAのHビームを得た。これらによって、負イオンNBI実現に大きく近づいた。
三浦 幸俊; 相川 裕史; 星野 克道; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; 前田 彦祐; 松田 俊明; 森 雅博; 小田島 和男; et al.
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1990, Vol.1, p.325 - 333, 1991/00
JFT-2Mにおいて観測される閉込め改善モード(H-mode,Improved L-mode,Counter NB injection Pellet with H-mode)は、その実現に異なる手段を用いているが、密度分布から2つの改善モードに大別できる。1つはプラズマ周辺に急峻な密度および温度分布を持つH-modeであり、他はプラズマ中心から急な密度分布を持つ改善モードである。L/H遷移の研究から、H-modeプラズマは、プラズマ周辺ポロイダルラーマー半径程度に-150V/cmの径電場が形成されていること、およびプラズマ周辺イオンの速度分布関数が、H
/D光の減少より先に起こっていることを明らかにした。Ergodic Magnetic Limiterの実験で、H-modeの不純物の増大をおさえた、定常なH-modeを実現でき、その運転領域を明らかにし、H-modeの制御性を示すことができた。
徳田 伸二; 栗田 源一; 安積 正史; 岸本 泰明; 中村 幸治; 小関 隆久; 竹田 辰興; 滝塚 知典; 谷 啓二; 常松 俊秀; et al.
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1990, Vol.2, p.219 - 229, 1991/00
新古典オーム則に従うトカマクプラズマがオーム電流で閉込められている場合、核融合炉で要請される急峻な温度分布を仮定すると、プラズマ中心の安全係数q
が1以下になってポロイダル・モード数n=1のMHD不安定がおこる。そのため、非誘導電流を使って電流分布を制御しqを1以上に保つことが必要である。ITERのプラズマパラメータに対して必要な非誘導電流の大きさと分布を求め到達可能なベータ値も求めた。急峻な分布から平坦な分布までにわたって電流分布を制御するには全電流の30%の非誘導電流が必要である。また、制御の間、電流分布は変化するが、それに対してMHD安定性を確保するためには、磁気井戸が存在することが必要である。電流分布の最適化によりMHDベータ限界として、トロヨン係数q=2.2が可能である。
藤井 常幸; 木村 晴行; 三枝 幹雄; 秋場 真人; 安東 俊郎; 安納 勝人; 青柳 哲雄; 荒川 喜代次; 安積 正史; 福田 武司; et al.
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1988, Vol.1, p.605 - 610, 1989/00
JT-60における第2調波ICRF加熱実験結果について述べる。実験は、ダイバータ、リミタ、NBIとの複合加熱、ペレットとの組み合わせ等の条件で行われた。NBIとの複合加熱実験では、ICRFパワー印加で、強大なビーム加速が観測された。このとき、プラズマ蓄積エネルギーはICRFパワーに対して効率良く増大した。増加分のプラズマエネルギー閉じ込め時間は、210msに達し、この値は、NBIまたはICRF単独加熱時のそれに比べて、約3倍大きいものである。ICRF単独加熱では、アンテナ位相を制御して、イオン加熱特性の相違が調べられた。
山本 新; 岡野 邦彦*; 西尾 敏; 杉原 正芳; 斉藤 龍太*; 上出 泰生*; 小林 武司*; 藤沢 登; 東稔 達三; 小原 祥裕; et al.
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, Vol. 3, 1 Pages, 1987/00
現在の技術データベースから判断した場合、次期装置(例えば日本ではFER)の完全段階に実現可能と考えられる負イオン・ビームを用いた中性粒子入射装置(NBI)によるプラズマ加熱および電流駆動に基づいたトカマク炉での運転シナリオを述べる。このシステムは、高い効率でプラズマ加熱及び電流駆動ができる。電流分布制御も容易に行なうことができる。
山本 新; 伊藤 公孝; 福山 淳*; 伊藤 早苗*
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1984, Vol.l, p.665 - 672, 1985/00
中性粒子入射加熱において、入力パワーの最大値および平均値を独立に制御でき、また同時に、入射高速イオンの速度空間を外部から変調できる単パルス反復入射法を開発した。その手法を用いて、JFT-2Mトカマクにおいて、中性粒子入射加熱のプラズマの閉込め特性に与える影響を調べた。また、その手法を用いて、ビームとプラズマとの相互作用に起因する波を励起させ、その波の性質およびその波が、プラズマ特性に与える影響を調べた。
森 雅博
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research l984, Vol.l, p.445 - 452, 1985/00
1984年5月よりJFT-2Mには、4.5MW ICRF加熱装置が整備された。これを用いた大出力ICRF加熱実験の結果について報告する。
津田 孝; 安積 正史; 伊藤 公孝; 栗田 源一; 竹田 辰興; 滝塚 知典; 徳田 伸二; 常松 俊秀; 安達 政夫*; 田中 幸夫*; et al.
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research l984, Vol.2, p.173 - 178, 1984/00
磁気流体不安定線型解析によってトカマクのベータ値の上限を調べた。 高nバルーニング・モードとn=1キンク不安定性の制限ベータ値のパラメータ依存性は等しくなる。 プラズマ断面の楕円と三角形の変形の併用によってベータ値を高くすることが出来る。 又、簡略化されたモデルによって静電バルーニング不安定性の飽和の機構を調べた。 最終状態は乱流とはならず層流的な流れのパターンが現われる。
迫 淳; 東稔 達三; 関 泰; 飯田 浩正; 松田 慎三郎; 大和 晴海*; 浅見 直人*; 衛藤 福雄*; 井手 隆裕*; 鈴木 達志*; et al.
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1976, 3, p.239 - 254, 1977/00
トカマク型核融合実験炉の予備設計を行った。この設計はプラズマ特性、炉構造、ブランケット核特性、遮蔽、超電動マグネット、中性粒子入射加熱装置、電源系、燃料用循環系、原子炉冷却系、トリチウム回収系を含む。 主要設計諸元は次のとおりである、融合反応出力100MW、トーラス半径6.75m、プラズマ半径1.5m、第1壁半径1.75m、トロイダル磁場(軸上)6テスラ、ブランケット親物質Li
O、冷却体He、構造材料SUS316、トリチウム増殖比0.9。
田村 早苗; 永島 孝; 吉川 允二; 大塚 英男; 椎名 富雄; 松田 慎三郎; 森 茂; 大和 春海*; 菅原 亨*
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, 1, p.75 - 84, 1971/00
抄録なし
太田 充; 森 茂; 大和 春海*
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research, 3, p.423 - 432, 1971/00
抄録なし
