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論文

Dynamics and interplay of L-H-L transitions and ITB events in reversed shear plasmas with internal barrieres in JT-60U

Neudatchin, S. V.; 滝塚 知典; 白井 浩; 藤田 隆明; 諫山 明彦; 鎌田 裕; 小出 芳彦; 鈴木 隆博; 竹治 智

Plasma Physics and Controlled Fusion, 44(5A), p.A383 - A389, 2002/05

https://doi.org/10.1088/0741-3335/44/5A/341
 被引用回数：13 パーセンタイル：40.64(Physics, Fluids & Plasmas)

内部輸送障壁近傍の熱拡散係数が急激に変動する現象、ITB事象、がJT-60中の負磁気シアプラズマにおいて観測されており、この現象の解析を進めてきた。ここでは、プラズマ周辺で起こるL-H-L遷移とほぼ同時に発生するITB事象について、その動的挙動とL-H-L遷移との相互作用を記述する。H-L遷移により、弱いITBの領域でほぼ同時的に劣化ITB事象が発生し熱拡散係数が増加する。Lモード期間中に改善ITB事象が発生し熱拡散係数が減少し強いITBが形成される。L-H遷移により、同時的に劣化ITB事象が発生し、負磁気シア領域まで熱拡散係数を増加させる。その後のHモード期間中に、再びITBが改善される場合もある。

論文

Edge structure in JT-60U high density H-mode plasmas

福田 武司; 土屋 勝彦; 波多江 仰紀; 浦野 創*; 鎌田 裕; 坂本 宜照; 櫻井 真治; 竹永 秀信; 久保 博孝; 朝倉 伸幸; et al.

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.4, p.243 - 248, 2001/00

高密度プラズマで優れた閉じ込め性能を維持することは、近年の重要な課題である。本研究では、高密度プラズマにおける周辺輸送障壁の構造形成と維持に注目した解析を行い、閉じ込め改善の鍵を握る電場の捩れが高密度プラズマでは弱くなること及びプラズマ周辺部の密度が平均密度に対して非線形的に増大して温度が低下する結果、同時にペデスタル幅(周辺輸送障壁の幅)が減少することを明らかにした。また、プラズマ周辺部の密度が輸送障壁の形成に直結することから、周辺輸送障壁の形成に必要な加熱入力が高密度プラズマでは顕著に増大することがわかった。さらに、高密度プラズマの周辺部における中性粒子密度の評価を行い、中性粒子が輸送障壁の形成条件及び維持のいずれにも直接的には関与しないことを明らかにした。そのほか、プラズマ内部における輸送障壁の制御によって周辺輸送障壁の形成を促進することができることを示した。

論文

High time resolution ion temperature and rotation velocity measurements by charge exchange spectroscopy using three interference filters

J.S.Koog*; 逆井 章; 小出 芳彦; 白井 浩; 鎌田 裕; 福田 武司; 芳野 隆治; JT-60チーム

Review of Scientific Instruments, 70(1), p.372 - 374, 1999/01

https://doi.org/10.1063/1.1149444
 被引用回数：3 パーセンタイル：33.25(Instruments & Instrumentation)

干渉フィルターを用いた荷電交換再結合分光法により、JT-60UプラズマのL-H遷移時、鋸歯状振動発生時のイオン温度、プラズマ回転速度を1msの高時間分解能で測定した。この計測システムは、JT-60Uでの光を光ファイバーを通してフィルター分光器に入射して、1/3ずつの光の分岐した後、3枚の干渉フィルターで分光し、3台のフォトマルで検出する構成となっている。干渉フィルターは、測定するイオン温度の範囲に合わせて、中心波長、バンド幅が選択される。3つのフィルターにより、スペクトルは中心波長付近、両サイド波長の3成分に分けられ、それぞれの強度比からイオン温度、回転速度を決定するL-H遷移時は、端プラズマ付近でイオン温度の急速な上昇及び回転速度の変化を測定した。プラズマ端で閉じ込めが改善され、プラズマ中心に向けて熱が伝導する様子が、各位置の時間変化から観測された。

報告書

Analysis of space-time structure of internal transport barrier in JT-60U

Neudatchin, S. V.*; 滝塚 知典; 白井 浩; 藤田 隆明; 竹治 智; 伊世井 宣明; 鎌田 裕

JAERI-Research 97-052, 27 Pages, 1997/08

JAERI-Research-97-052.pdf:1.1MB

JT-60U中の負磁気シアプラズマと通常磁気シアプラズマにおける内部輸送障壁の構造の特性を調べた。負磁気シアプラズマがプログラム化運動する時、電子温度とイオン温度の急峻な構造を測定した。プラズマ中心側と比べて内部輸送障壁では電子熱拡散係数が1/10になっている。電子温度とイオン温度に対する内部輸送障壁の位置は互いに少し異なっている。通常磁気シアの高$$beta$$$$_{p}$$プラズマにおけるBLM(障壁局在モード)誘起LH遷移とHL逆遷移について調べた。BLMは内部輸送障壁領域の電子温度分布を急に緩和するが、改善輸送の性質を劣化させない。HL逆遷移は、内部輸送障壁の輸送を同時に劣化させ、電子熱拡散係数の跳びはほば1m$$^{2}$$/sとなる。内部輸送障壁の急峻構造を測定するための新しい実験手法を提案した。

論文

Results from the ITER H-mode threshold database

Ryter, F.*; H-mode Database Working Group

Plasma Physics and Controlled Fusion, 38(8), p.1279 - 1282, 1996/08

https://doi.org/10.1088/0741-3335/38/8/022
 被引用回数：11 パーセンタイル：39.31(Physics, Fluids & Plasmas)

ITER Hモード閾値データベースには9つのダイバータトカマクからのデータが集められている。各装置におけるL-H遷移のパワー閾値のパラメータ依存性について調べ、全装置にわたる共通性を示した。Hモード閾値に関する比例則を提示し、ITERにおける閾値パワーを予測した。

論文

Time evolution of transport properties in JT-60U H-mode plasmas with improved core confinement

白井 浩; 滝塚 知典; 小出 芳彦; 鎌田 裕; 石田 真一; 森 雅博; 内藤 磨; 佐藤 正泰; 伊世井 宣明; 福田 武司; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 38(8), p.1455 - 1460, 1996/08

https://doi.org/10.1088/0741-3335/38/8/054
 被引用回数：5 パーセンタイル：20.74(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uの中心イオン温度が20keVを越える中心閉じ込め改善モードプラズマにおいてLモードとHモードの間を遷移する際の閉じ込め改善度の時間変化を解析した。電子温度とイオン温度が増加の過程にあり、閉じ込め改善度が近い時に起こる最初のL-H遷移では、閉じ込め改善度は瞬時に増加するが、Hモード遷移後も閉じ込め改善度はエネルギー閉じ込め時間$$tau$$$$_{E}$$のゆっくりした時間スケールで引き続き増加するといった、2段階の異なった時間スケールで変化することを明らかにした。一方追加熱後十分時間が経過し(1秒以上)閉じ込め改善度がほぼ頭打ちになった時に生じるH-L遷移及びそれに続いて発生するL-H遷移では、最大閉じ込め改善度と最小閉じ込め改善度の間を、$$tau$$$$_{E}$$よりも短い時間スケールで増減することを明らかにした。

論文

Time behavior of heat diffusivity during L-H-L transitions in JT-60U

Neudatchin, S. V.*; 滝塚 知典; 白井 浩; 伊世井 宣明; 鎌田 裕; 小出 芳彦; 佐藤 正泰; 安積 正史

Japanese Journal of Applied Physics, 35(6A), p.3595 - 3602, 1996/06

https://doi.org/10.1143/JJAP.35.3595
 被引用回数：9 パーセンタイル：45.73(Physics, Applied)

JT-60Uの主に高磁場放電(B$$_{t}$$~4T)におけるL-H-L遷移について解析を行った。L-H-L遷移時に、プラズマの広い領域に亙り同時的な電子温度T$$_{e}$$の応答が観測された。このT$$_{e}$$の時間変化は、プラズマの広い領域に亙る電子熱拡散係数の速い跳び$$delta$$$$chi$$$$_{e}$$に因るものである。この$$delta$$$$chi$$$$_{e}$$の絶対値0.5m$$^{2}$$/s$$<$$|$$delta$$$$chi$$$$_{e}$$|$$<$$1m$$^{2}$$/sを求めた。この値は通常半径方向に大きくなっている。イオン温度の同時的な応答がT$$_{e}$$の応答と同様であることも観測した。イオン熱拡散係数の跳び$$delta$$$$chi$$$$_{i}$$もまた$$delta$$$$chi$$$$_{e}$$と同様の値である。弱磁場放電(B$$_{t}$$~2.5)においては|$$delta$$$$chi$$$$_{i}$$|は2m$$^{2}$$/sまで大きくなっている。これらの$$delta$$$$chi$$の値は、遷移前後のエネルギー閉じ込め時間の変化と矛盾しない。

報告書

Time behavior of heat diffusivity during L-H-L transitions in JT-60U

Neudatchin, S. V.*; 滝塚 知典; 白井 浩; 伊世井 宣明; 鎌田 裕; 小出 芳彦; 佐藤 正泰; 安積 正史

JAERI-Research 95-060, 31 Pages, 1995/09

JAERI-Research-95-060.pdf:1.07MB

JT-60Uの主に高磁場放電(Bt=4T)におけるL-H-L遷移についての解析を行った。L-H-L遷移時にプラズマの広い領域に亘る同時的な電子温度Teとイオン温度Tiの応答が観測された。このTeとTiの時間変化は、広い領域に亘る電子とイオンの熱拡散係数の速い跳び、$$delta$$$$chi$$$$_{e}$$及び$$delta$$$$chi$$$$_{i}$$、に因るものである。$$delta$$$$chi$$$$_{e}$$と$$delta$$$$chi$$$$_{i}$$の絶対値、0.5m$$^{2}$$/s$$<$$|$$delta$$$$chi$$|$$<$$1m$$^{2}$$/sを求めた。これらは通常、半径方向に増大する。弱磁場放電(Bt=2.5T)において|$$delta$$$$chi$$$$_{i}$$|は2m$$^{2}$$/sまで大きくなっている。これらの$$delta$$$$chi$$の値は、遷移前後のエネルギー閉じ込め時間の変化と矛盾しない。$$delta$$$$chi$$$$_{i}$$は磁場または電流に対し1/Btまたは1/Ipのような反対的依存性をしている。一方$$delta$$$$chi$$$$_{e}$$はBtまたはIpに弱くしか依存しない。これらのIp依存性はJT-60UのLモードプラズマのパワーバランス解析の結果と定性的に一致している。

論文

The time behavior of the heat conductivity during L-H-L transitions in JT-60U

Neudatchin, S. V.*; 白井 浩; 滝塚 知典; 伊世井 宣明; 鎌田 裕; 小出 芳彦; Muir, D. G.*; 佐藤 正泰; 安積 正史

Europhysics Conference Abstracts, 19C(Part3), p.029 - 032, 1995/00

JT-60Uプラズマにおいて、LモードとHモードとの間を遷移する際の電子及びイオンの熱拡散係数の変化$$delta$$$$chi$$e及び$$delta$$$$chi$$iの空間分布を、電子温度Teとイオン温度Tiの時間変化から解析いた。トロイダル磁場Btが4Tの高イオン温度Hモードプラズマにおいて、プラズマ中心付近のイオン温度が十分高くなった($$>$$20keV)際のL-HまたはL-H遷移において、エネルギー閉じ込め時間$$tau$$$$_{E}$$の1/20~1/40程度の短時間で0.2$$<$$r/a$$<$$0.9の領域にわたりほぼ同時にTeとTiの増加または減少が始まり、$$chi$$は瞬時に変化する。これは、L-HまたはH-L遷移による閉じ込め特性の変化が$$tau$$$$_{E}$$の時間スケールで起こるという従来の物理的描像を刷新するものである。L-HまたはH-L遷移時の$$delta$$$$chi$$eは0.75m$$^{2}$$/s程度であり、プラズマ小半径方向に増加する。Bt=4Tでは$$delta$$$$chi$$i~$$delta$$$$chi$$eであり、$$delta$$$$chi$$iはBtの減少時に増加する傾向が見られた。

論文

An Examination of the ITER H-mode power threshold database

H-モードデータベースワーキンググループ

Proc. of the 20th EPS Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics,Vol. 17C,Part I, p.I-15 - I-18, 1993/00

L/H遷移パワーに関するデータベースがASDEX, DIII-D, JET, JFT-2M, PBX-M装置から集められてアッセンブルされている。L/H遷移パワー(Pth)で各装置に共通の特徴は、Pth$${propto}$$n$$_{e}$$B$$_{T}$$(n$$_{e}$$$$>$$n$$_{ecritical}$$)である。その他、Pthは、プラズマ境界と壁までの距離、コンディショニング等に敏感である。初めて行った回帰分析ではプラズマの表面積をSとすると、Pth/S$${propto}$$R$$^{0.85}$$a$$^{-0.55}$$K$$^{-1.2}$$B$$_{T1.0}$$n$$_{e0.95}$$である。

報告書

Comments on dissipative drift wave turbulence and L-H trasition

相川 裕史

JAERI-M 90-175, 23 Pages, 1990/10

JAERI-M-90-175.pdf:0.59MB

散逸性ドリフト波乱流による拡散係数は、これまでに何人かの著者によって、それぞれ乱流の強さに応じて異なった形で記述されてきたが、乱流の強さを表すあるパラメータを導入することによって、1つの統一された形に表すことができることを示した。それゆえに、前に同著者により示されたようにL-H遷移の原因が散逸性ドリフト波乱流に可能性があることから、L-H遷移モデルがもっと簡単な形で、前に示したレポートの内容を矛盾なく抱括できることを示した。

口頭

Flux-driven turbulence simulation of L-H transition with BOUT++ code

瀬戸 春樹; 矢木 雅敏; Xu, X.*

no journal, , 

本研究では簡約化MHDモデルによるL-H遷移の第一原理的モデルの高度化、ならびに統合輸送シミュレーションと第一原理シミュレーションとの直接比較による乱流輸送モデルの高度化を目的として、電流拡散バルーニングモード乱流を記述する3場(渦度, 圧力, ベクトルポテンシャル)の簡約化MHD方程式系によるL-H遷移モデルの定式化と非線形3次元MHD/乱流コードBOUT++を基にしたL-H遷移シミュレーションフレームワークBOUT++_LHの構築を行った。本発表では3場のL-H遷移モデルの詳細、およびBOUT++_LHと静電抵抗性バルーニングモード乱流を記述する2場(渦度, 圧力)のL-H遷移モデルによる予備的シミュレーションについて報告する。

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