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三枝 幹雄; 山本 巧; C.C.Petty*; 吉岡 健*; 数見 秀之*; 川島 寿人; 藤井 常幸; 木村 晴行; 三浦 幸俊; 玉井 広史
Nuclear Fusion, 33(3), p.421 - 434, 1993/00
被引用回数：10 パーセンタイル：38.4(Physics, Fluids & Plasmas)速波加熱用アンテナの解析コードを、速波電流駆動用位相制御型アンテナアレイ用に拡張を行い、JFT-2M用4ループアンテナアレイの結合特性の解析を行った。解析コードは、プラズマ負荷を考慮してアンテナ上の電流分布を変分法により求め、アンテナ間の金属隔壁の効果も含めた上で結合特性の解析が行える。JFT-2Mの速波アンテナアレイの結合特性は、計算結果と良く一致した。その結果、トロイダル方向に高い波数スペクトルを励起しても、周辺が低密度プラズマでは低い波数スペクトルしか結合できず、電流駆動に適したスペクトルを結合させるには、周辺での電子密度を急俊に立ち上げる配位が適している事が判明した。
木村 晴行; 藤井 常幸; 三枝 幹雄; 森山 伸一; 濱松 清隆; 根本 正博; 飛田 健次
Plasma Physics and Controlled Fusion, 35, p.845 - 871, 1993/00
被引用回数：21 パーセンタイル：58.89(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60ICRF加熱実験結果のレビューを行う。JT-60ICRF実験の特徴は位相制御型2
2ループアレイによる高調波共鳴加熱である。アンテナの位相制御が加熱効率のみならず入射特性の最適化にも重要な役割を果たすことを確認した。逆相モードの第2高調波少数イオン加熱により電子温度、プラズマ電流の広い運転領域にわたって最も良い加熱結果が得られた。Lモード則に対する閉じ込め改善度はオーム加熱ターゲットプラズマに対して1.3である。NBI加熱ターゲットプラズマに対して第3高調波加熱による顕著なビーム加速と中心電子加熱が観測された。この場合の閉じ込め改善度も1.2~1.3である。鋸歯状振動の安定化が第2及び第3高調波加熱の両者で観測された。安定化が高電子密度、低q領域で得られたことは高調波共鳴加熱の特徴である。安定化の条件を理論との比較に於いて議論する。
藤井 常幸
JAERI-M 92-037, 181 Pages, 1992/03
JT-60トカマクにおける高性能化実験I(1989年)までの、イオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱に関する2つの主要テーマについてまとめたものである。第1のテーマは、大電力ICRFアンテナ(120MHz,6MW,10秒)の設計、開発である。第2のテーマは、第2高調波ICRF加熱の加熱特性に関する実験的研究である。JT-60ICRFアンテナとして、単層ファラディシールドを有した、新型のコンパクトな位相制御2行2列ループアンテナ(0.37m0.52m)を開発した。このアンテナは、最大入射パワー3.1MW、世界最高レベルのパワー入射密度16MW/m
を達成した。また、広範囲のプラズマパラメータ(n
=1.6~6.610
m
,I
=1~2.4MA,q
=2.6~6.4)に対して、第2高調波ICRF加熱が高い加熱効率(増加エネルギー閉じ込め時間
=60~120ms)であることを実証した。
木村 晴行; 藤井 常幸; 三枝 幹雄; 森山 伸一; 濱松 清隆; 飛田 健次; 根本 正博; 草間 義紀; 佐藤 正泰; 山極 満
核融合研究, 65(SPECIAL ISSUE), p.133 - 161, 1991/03
JT-60において、これまでに行われたICRF実験の主要結果をまとめたものである。JT-60ICRF実験は、他の大型装置でのICRF加熱とは異なる第2次共鳴及び第3次共鳴ICRF加熱を行なった。その結果、これらの高次共鳴ICRF加熱が、大型装置で大いに有効であることを示した。特に、少数イオン第2次共鳴の加熱効率は極めて高く、次のJT-60Uでの有力な加熱として適用できることを実証した。さらに、ICRF加熱による巨大鋸歯状振動や高エネルギーイオンの選択加熱(ビーム加速)等によりエネルギー閉込めが改善されることを明らかにした。一方、ICRF加熱装置の工学的な研究にも関連する結合特性、放射損失、パラメトリック不安定性等についての知見を得た。これより、アンテナ電流の位相制御が重要であることを明らかにした。
藤井 常幸; 三枝 幹雄; 木村 晴行; 小野 雅之*; 飛田 健次; 根本 正博; 草間 義紀; 関 正美; 森山 伸一; 西谷 健夫; et al.
Fusion Engineering and Design, 12, p.139 - 148, 1990/00
被引用回数：25 パーセンタイル：89.06(Nuclear Science & Technology)JT-60では、位相制御型2行2列ループアレテナを用いて、第2高調波イオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱実験を行っている。このICRF加熱時の高周波(RF)と周波プラズマとの相互作用として、アンテナ-プラズマ結合特性とパラメトリック不安定性について述べる。アンテナ-プラズマ結合抵抗は、これまで、Hモードと呼ばれる閉込めの良い状態のプラズマに対しては、小さくなる結果が得られていたが、JT-60では位相を制御することによって、これを改善できる結果を得た。またその結果の解析を行った。パラメリック不安定性については、2種類のそれを観測し、そのトロイダル磁場強度及びプラズマ電流に対する依存性を調べた。さらに、周辺プラズマがこのパラメトリック不安定性により加熱されていることを示した。
三枝 幹雄; 木村 晴行; 藤井 常幸; 小林 則幸*; 森山 伸一; 安納 勝人; 小川 芳郎*; 篠崎 信一; 寺門 正之
JAERI-M 89-105, 34 Pages, 1989/08
JT-60U用ICRFアンテナの設計を、テストランチャーの電磁界分布測定及び結合計算コードによる結合特性を基に行った。アンテナはトロイダル方向に2列、ポロイダル方向に2段の位相制御型アンテナであり、各アンテナ間に金属製のしきり板を設けてアンテナ間結合を小さくしており、アンテナは良好な結合特性を得る為、トロンボーン形状にしてある。結合計算の結果は、しきり板上に流れるイメージカレントの効果が、同相モードでの結合抵抗を減少させるが、逆相についてはしきり板が薄い場合には影響が小さく、最適化したアンテナで、逆相モード時に、Hモード的な密度分布でもアンテナとセパラトリックス間が8cmまで1
以上の結合抵抗が得られる事が判った。
濱松 清隆; 岸本 泰明; 福山 淳*; 伊藤 公孝; 伊藤 早苗*; 安積 正史
Japanese Journal of Applied Physics, 26(9), p.1525 - 1533, 1987/09
被引用回数：4 パーセンタイル：31.29(Physics, Applied)トロイダル方向へ位相制御されたアンテナから放射されるICRF波の伝播及び吸収の解析をJT-60において行なった。水素プラズマにおける第2高調波のイオン・サイクロトロン共鳴を解析するため、1次元の運動論的波動方程式を用いた。この方程式に壁とアンテナでの境界条件を課して大域的な波動の解析を数値的に行なった。安定なローディングを評価する為に、簡単な電力伝送系の導入も行なった。様々な位相のもとで、放射抵抗の密度・温度の依存性を調べた。低
プラズマでは、密度・温度のわずかな変化で空洞共鳴が起こり、波動エネルギーの壁での損失が無視できない。これはアンテナ電流の移送を逆移送とすることで抑えることができる。ただし、安定なローディングには値に下限が存在した。NBIによるイオンの高エネルギー・テイルの効果を含めた解析によって、この値の下限が下がり、さらに安定なローディングが得やすいことが分った。
木村 晴行; 藤井 常幸; 池田 佳隆; 三枝 幹雄; 佐川 準基*; 関 正美; 上原 宗則*; 小林 則幸*; 斎藤 靖*; 小川 則幸*
JAERI-M 86-113, 25 Pages, 1986/08
JT-60 ICRF結合系のインピ-ダンス整合及び耐電力試験がJT-60本体真空容器への組込みに先だってテストスタンドにて行なわれた。2行2列の位相制御型ル-プアンテナアレイのインピ-ダンス整合が種々の位相設定条件に対して確認された。ル-プ間の相互結合により、アンテナの入力インピ-ダンスは位相条件に従って大きく変化する。マルチパクタ-放電が、観測され、そのパワ-領域が明らかにされた。実質2日間のエ-ジングの後に、結合系の2分の1部分に1MJの高周波エネルギ-を注入することが出来た。ガス放出、質量分析、ランチャ-の温度計測等、エ-ジング過程における観測結果が論じられる。
濱松 清隆; 岸本 泰明; 福山 淳*; 伊藤 公孝; 伊藤 早苗*; 安積 正史
HIFT-128, 43 Pages, 1986/00
トロイダル方向へ位相制御されたアンテナから放射されるICRF波の伝播及び吸収の解析をJT-60において行なった。水素プラズマにおける第2高調波のイオン・サイクロトロン共鳴を解析するため、1次元の運動論的波動方程式を用いた。この方程式に壁とアンテナでの境界条件を課して大域的な波動の解析を数値的に行なった。安定なローディングを評価する為に、簡単な電力伝送系の導入も行なった。様々な位相のもとで、放射抵抗の密度・温度の依存性を調べた。低プラズマでは、密度・温度のわずかな変化で空洞共鳴が起こり、波動エネルギーの壁での損失が無視できない。これはアンテナ電流の移送を逆移送とすることで抑えることができる。ただし、安定なローディングには値に下限が存在した。NBIによるイオンの高エネルギー・テイルの効果を含めた解析によって、この値の下限が下がり、さらに安定なローディングが得やすいことが分った。
池田 佳隆; 木村 晴行; 藤井 常幸; 三枝 幹雄; 今井 剛; 坂本 慶司; 上原 和也; 永島 孝
JAERI-M 84-191, 21 Pages, 1984/10
JT-60の高周波加熱の1つであるICRF過熱に用いるループ型アンテナの結合計算の結果を示す。このループ型アンテナの特徴は、トロイダル、ポロイダル両方向に位相制御可能な、22ループアンテナアレイの構造を有することである。計算は、アンテナフィーダ部も考慮した3次元モデルで行うとともに、プラズマ中の波は、コールドプラズマモデル及び、シングルパスモデルを用いた。この計算により、充分な結合効率を有するアンテナ寸法を得た。また位相制御の放射スペクトラムに及ぼす効果を調べるとともに、結合効率へのプラズマ密度の依存性についても検討を行った。
藤井 常幸; 今井 剛; 上原 和也; 永島 孝
Japanese Journal of Applied Physics, 22(2), p.319 - 323, 1983/00
被引用回数：1 パーセンタイル：11.45(Physics, Applied)JFT-2トカマクでの低域ハイブリッド波帯(LHRF)高周波加熱実験において、結合系として位相制御型4導波管を用い、結合特性、特に反射係数について調べた。初期の実験で得られた反射係数は、従来の線型理論から予測される位相差依存性を持たなかったが、線型理論に放電による電力損失を組み入れると、実験結果と良い一致が得られた。放電を抑制するように結合系を改良し、250KWの大電力まで良い結合特性を得た。
