Disappearance of giant ELMs and appearance of minute grassy ELMs in JT-60U high-triangularity discharges

鎌田 裕; 及川 聡洋; Lao, L. L.*; 滝塚 知典; 波多江 仰紀; 諫山 明彦; Manickam, J.*; 福田 武司; 土屋 勝彦

Plasma Physics and Controlled Fusion, 42(5), p.A247 - A253, 2000/05

https://doi.org/10.1088/0741-3335/42/5A/329

JT-60Uの高三角度Hモードでは、通常のHモードに見られるGiant ELMが消滅し、Grassy ELMが出現する。このようなELMの変化は、三角度が高いほど、安全係数が高いほど、また、ポロイダル値が高いほど発生しやすい。Grassy ELMのあるHモードの周辺温度は、Giant ELMのあるHモード以上となり得、また、不純物の蓄積も発生しない。周辺プラズマの安定性解析の結果、Grassy ELMのあるHモードでは、バルーニング不安定性に対する第2安定化領域へ近接していることがわかった。

Onset condition of ELMs in JT-60U

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

https://doi.org/10.1088/0741-3335/38/8/041

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。

MHD Analysis of high-p H-mode induced by a mini-collapse

竹治 智; 鎌田 裕; 小関 隆久; 石田 真一; 滝塚 知典; 閨谷 譲; 徳田 伸二; JT-60チーム

22nd European Physical Society Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics,Vol. 19C,Part IV, 0, p.4.033 - 4.036, 1995/00

JT-60Uにおいて世界最高の核融合積を達成した高ポロイダルベータ(p)Hモードは、高pモードとHモードの両方の閉じ込め特性の長所を合わせもつ。高p放電では、局所的なMHD崩壊(ミニコラプス)によるプラズマ周辺部での圧力上昇によってpコラプスが回避され、高p Hモードへと誘導される場合がよく観測されている。そこで、本研究では、ミニコラプスに着目し、そのMHD特性を明らかにすることを目的とした。実験解析の結果、ミニコラプスは高pモード時に生じる輸送障壁の形成後に起こり、その発生位置は輸送障壁の形成位置と一致することが分かった。不安定性の成長時間は理想MHDの時間スケールである。そして、理想MHD安定性解析の結果、輸送障壁の発生に伴って形成される急峻な圧力勾配に対して、バルーニングモードが不安定となることが示された。

Analysis of the current-diffusive ballooning mode

矢木 雅敏; 伊藤 公孝; 伊藤 早苗*; 福山 淳*; 安積 正史

Phys. Fluids B, 5(10), p.3702 - 3711, 1993/10

https://doi.org/10.1063/1.860841

電子粘性による電流拡散効果により引き起こされる新しい不安定性-電流拡散バルーニングモードを見出した。このモードは、電子の熱伝導係数及びイオンの粘性により安定化される。これらの効果のバランスにより定常乱流状態が維持され、それにともなって異常輸送が引き起こされると考えられる。バルーニング変換を用いて固有モード方程式を導き、マージナル安定条件の考え方に基づいて異常輸送係数を評価した。異常輸送係数は、パラメータ/及び/で書かれることがわかった。ここではイオンの粘性係数、は電子の熱伝導係数、は電流拡散係数である。モードが静電的振舞いをする時、/からはスキンスケールが現われ、/はオーダ1となる。この新しい異常輸送係数が大河により導出されたモデルのパラメータ依存性によく似た依存性を持つこと及び大河モデルで説明できないLモードの電流依存性をも説明できることが見出された。

トロイダル非圧縮性プラズマ・モデルに基づくMHDシミュレーション・コード「AEOLUS-IT」

栗田 源一; 安積 正史; 竹田 辰興

JAERI-M 93-004, 50 Pages, 1993/02

JAERI-M-93-004.pdf:1.21MB

トロイダル非圧縮摂動に対する新簡約抵抗性MHD方程式に基づいた3次元トロイダルMHDコード「AEOLUS-IT」が開発された。この方程式は、トカマク・オーダーリングを用いないため、理想m=1モードの効果を含めて、低q,低アスペクト比トカマクにおけるMHD現象の解析をプラズマの有限抵抗の効果を含めて幅広く行うことができる。数値計算法としては、変数を平衡量と摂動量に分け、後者に線形な項を全て陰解法で解く方法を採った。本コードの解析例として、まず理想m=1モードの線形計算を行った。次に抵抗性バルーニング・モードの線形・非線形計算を行い、従来の簡約方程式を使ったMHDコードによる結果と同じ結果を得た。また数値平衡解に対するテアリング・モードの線形・非線形計算を行い、同様のパラメータをもった解析的な平衡解に対する結果と比較して、ほぼ同じ結果が得られることを確認した。

Post-test Analysis of Fuel Behaviors in PBF LOCA Experiments by FRETA-B Code

内田 正明

JAERI-M 82-189, 33 Pages, 1982/11

JAERI-M-82-189.pdf:0.79MB

PBF炉におけるLOCA模擬実験LOC-11とLOC-3の燃料挙動データをFRETA-Bコードで解析した。各実験から1本ずつ燃料棒について、実測冷却材条件を入力として燃料温度、内圧、被覆管変形を計算し実測値と比較した。両実験共、被覆管の温度については実測値と基本的に一致する結果を得た。またLOC-11Cにおける小さい被覆管変形およびLOC-3での大変形と破裂についても合致する計算結果を得た。LOC-3の解析では破裂時刻が実測よりかなり遅く計算されたが、これに関する検討を通じて、LOC-3の非照射燃料棒の変形が水力的要因によるホット・スポット効果により加速された可能性を指摘した。

Stability Analysis of INTOR; IAEA INTOR Workshop Report Phase I, Physics.I

竹田 辰興; 伊藤 公孝; 安積 正史; 栗田 源一; 滝塚 知典; 徳田 伸二; 常松 俊秀; 津田 孝; 伊藤 早苗*; 松浦 俊彦*; et al.

JAERI-M 9466, 34 Pages, 1981/04

JAERI-M-9466.pdf:1.11MB

種々の観点からINTORプラズマの安定性を調べた。本報告書で考えられている不安定性は、位置不安定性、低nキンク・モード、低n内部不安定性、高nバルーニング・モード不安定性および抵抗性不安定性である。ベータ値最適化の点からパルーニング・モード不安定性が重要であることを考えて、これについては詳しく調べた。バルーニング不安定性の第2安定領域に存在する非常にベータ値の高い平衡の実現可能性も示した。INTORプラズマの挙動を包括的に理解するために、MHD的および粒子運動論的手法の両方を用いて解析が行われた。

高ベータ・トカマクの理論; バルーニングモードの安定性

若谷 誠宏*; 関 省吾; 狐崎 晶雄

JAERI-M 8120, 28 Pages, 1979/02

JAERI-M-8120.pdf:0.91MB

トカマク型核融合装置の効率化のために、プラズマのベータ値を増すことの必要性が世界的に認識され、理論的、実験的研究が開始されている。本論文は、高ベータ・トカマクの安定性、特にパルーニング・モードについて、理論的研究の現状をまとめたものである。数値計算の結果によると、非円形断面トカマクの場合、10%近いベータ値も得られているが、大出力第二段加熱に伴う効果などは計算に含むことが困難であり、実験的な検証が必要である。なお、ベルト・ピンチなどによる実験の結果などについても言及している。