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栗原 研一; 板垣 正文*; 宮田 良明; 中村 一男*; 浦野 創
プラズマ・核融合学会誌, 91(1), p.10 - 47, 2015/01
磁場閉じ込め方式におけるプラズマ位置形状の実時間制御及び平衡状態の診断は、MHD不安定性等によるプラズマの急激な変化に素早く対応し、適切な位置及び形状を維持した安全な運転やダイバータ部におけるストライクポイントの適切な制御、さらには電子サイクロトロン加熱等の共鳴位置を正確に定めるために非常に重要な課題である。コーシー条件面(CCS)を用いた境界積分方程式の解析解に基礎を置く解法(=「コーシー条件面法」。以降、CCS法と略す。)は、コイル電流、磁気センサー信号から直接位置形状を高速かつ高精度で導出する画期的な制御手法として注目を集めている。特に近年ではトカマクだけでなく、ヘリカル、逆転磁場ピンチ、球状トカマクでの応用例が示され、磁場閉じ込め核融合分野において幅広く応用されている。そこでまず、プラズマ位置形状同定の重要性とそのための逆問題としてのCCS法について、理論的背景、従来の方法との違い、利点について具体例を示しながら概説する。次に、各閉じ込め方式におけるプラズマ位置形状同定の応用例を紹介し、最後に、CCS法に関連するプラズマ位置形状同定における今後の課題を述べる。
栗原 研一
プラズマ・核融合学会誌, 76(1), p.65 - 82, 2000/01
トカマク型核融合炉装置を用いた実験では、プラズマの平衡状態(電流分布・位置・形状等)が、エネルギー閉じ込め性能と強く相関を持っているうえ、真空容器内に設置された装置機器の健全性を損なう要因にも成り得るため、その状態の高精度把握及び制御が必要不可欠な要素である。このプラズマ平衡の実験解析について、おもに電磁気計測信号から求めるさまざまな手法について、データ解析や制御への利用を想定して数理的観点で整理を試みるとともに各種手法のレビューを行う。またアクチュエータと平衡諸量とを結ぶ実験解析上の簡易モデル構築の方法論についても触れる。
栗原 研一
プラズマ・核融合学会誌, 73(5), p.486 - 495, 1997/05
プラズマ核融合学会誌の企画として、講座「核融合における電力技術」の中の「2トカマク用電源」の「2.5制御・保護技術」と題する解説論文である。一般に「制御・保護」の構築は、装置性能や運転のシナリオから要求事項が整理され、それを実現する方法を決定し、ハードウェアの選定を経て、製作・試験・導入へと移行する。この時、出来た制御システムの善し悪しは、常に最初の要求事項に立ち戻って評価していくことが必要である。このような考えから、ポロイダル磁場コイル電源について基本的な要求事項の整理過程から最終的なプラズマ制御系構築までの道筋の解説を試みた。保護についても制御のバックアップとしての位置付けで記述している。さらにシステムの機能構成やハードウェアの情報はJT-60を例にとって図中に詳細に記載した。最後にトロイダル磁場コイル電源についてもJT-60を例にとって解説した。
木村 晴行; 藤井 常幸; 福山 淳*; 三枝 幹雄; 森山 伸一; 濱松 清隆
JAERI-Research 95-070, 78 Pages, 1995/11
JAERI-Research-95-070.pdf:1.94MB
ITERの二つのICRFアンテナ概念、ブランケット内アンテナ及びポート内アンテナについて速波電流駆動の性能が波動解析コードを用いて詳細に検討される。ブランケット内アンテナに対しては低周波数シナリオ(~20MHz)よりも高周波数シナリオ(~60MHz)の方がイオンへのパワー損失はあるものの、むしろ良好な電流駆動性能が得られる。高性能な電流駆動特性と保守の容易さの両立を狙った「接線アクセス」によるポート内アンテナが提案される。8素子のアンテナアレイが可能であり、電流駆動効率はITERのプラズマ平衡を取り入れた2次元コードで~0.3
10
AW
m
と計算される。中心導体のリッジ導波管支持を適用した概念設計図が示される。
森 茂
JAERI-M 5564, 89 Pages, 1974/02
核融合研究室における昭和47年度の研究成果、研究進展状況をまとめたものである。
武智 学; 松永 剛; 笹島 唯之; 柳生 純一; 川俣 陽一; 栗原 研一; 中村 一男*
no journal, ,
JT-60SAの磁気計測用センサーとして、プラズマ形状/位置制御用磁気プローブ、ワンターンループ、各種ロゴスキーコイル、反磁性ループ、MHD診断用磁気プローブ及びRWM制御用磁気プローブ等の製作を行っている。これまでに真空容器電流計測用ロゴスキーコイル、ハロー電流計測用ロゴスキーコイル及びセラミックにタングステンをメタライズした構造の新型ATプローブが完成した。新型ATプローブはMHD診断及びRWM制御用に用いられる。振動試験及び鎖交面積測定等を行い、仕様を満たすことを確認した。また、設置時の工程の短縮、及び故障時の交換を容易にするため、センサーと信号伝達用MIケーブル及びMIケーブル同士の接続をコネクタ構造としたが、特に高い耐電圧の必要な反磁性ループ等の接続箱について試験及び改良を行った。本講演では各センサーの構造、試験結果等の詳細について紹介する。
