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小西 哲之; 西尾 敏; 飛田 健次; DEMO設計チーム
Fusion Engineering and Design, 63-64, p.11 - 17, 2002/12
被引用回数：50 パーセンタイル：93.5(Nuclear Science & Technology)ITERの技術に基づいて可能となるトカマク動力プラントの具体的な特徴を明らかにし、そのための技術課題を摘出することを目的として概念設計を行った。ITERの次の段階では核融合エネルギーの実現として、発電プラントとしての全ての要素を満たす必要があり、ITER及び並行する計画によって実現できる現実的な技術レベルの設計が要求される。一方デモプラントは、魅力あるエネルギー源として未来社会が選択できるだけの先進性も提示できなければならない。このために、2030頃の建設を想定し、主半径5.8m,熱出力2.3GWでQ
30の定常トカマクプラントの概念設計を行った。プラズマ性能はITER及び同時期の補完装置による定常化とベータ値の穏当な進歩を仮定した。工学技術は今後20年間の開発成果として、ITERのテストブランケットモジュールや、最大20Tの超伝導コイルを想定している。500
Cの超臨界水による発電でコスト低減をはかるとともに、金属壁により1kg程度にトリチウムインベントリーを低減し、動力系のトリチウム濃度制御により安全性についても特徴ある設計を目指した。
福田 武司; 滝塚 知典; 藤田 隆明; 坂本 宜照; 鎌田 裕; 井手 俊介; 小出 芳彦; 竹永 秀信; 三浦 幸俊
Plasma Physics and Controlled Fusion, 44(5A), p.A341 - A349, 2002/05
被引用回数：7 パーセンタイル：24.31(Physics, Fluids & Plasmas)核融合実験装置における定常運転では、高い自発電流成分に加えて優れた閉じ込め性能と安定性が要求されることから、内部輸送障壁が存在する下でさらにプラズマ周辺部に輸送障壁を形成し、Hモード状態を得る必要がある。しかしながら、優れた閉じ込め性能を発揮する内部輸送障壁の存在によってプラズマ周辺部に到達する加熱入力が低減し、プラズマ周辺部の密度が顕著に低下する。その結果、Hモード遷移に必要な加熱入力が既存の比例則から予測される値よりも高くなることが最近のJT-60における実験で明らかになった。一方、Hモードプラズマでは、一般に内部輸送障壁の形成に必要な加熱入力が高くなる。本論文では、Hモード遷移の鍵を握るプラズマ周辺部の密度と温度に注目して、内部輸送障壁とHモードが同時に形成・維持される条件について実験的に調べた結果を報告する。
小川 雄一*; 滝塚 知典; 三浦 幸俊; 東井 和夫*; 福田 武司; 若谷 誠宏*; 井手 俊介; 高瀬 雄一*; 飛田 健次; 福山 淳*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 77(10), p.1042 - 1048, 2001/10
平成13年3月
7月にかけて開催された6つのITER物理R&D専門家会合の概要を報告する。閉じ込めのデータベースとモデリングに関する専門家会合では、高密度閉じ込め実験に関する討議と閉じ込め比例則の検証作業を行った。輸送と内部障壁の物理専門家会合では、国際データベース活動の現状をレビューするとともに今後の作業計画を策定した。高エネルギー粒子と加熱及び定常運転専門家会合では、ITERの先進定常運転における重点課題項目の抽出と解決に向けての討議検討を行った。周辺及びペデスタルの物理専門家会合では、磁場構造に注目したペデスタル特性の解析に重点を置くことになった。スクレイプ・オフ層及びダイバータの物理専門家会合では、ダイバータ熱負荷の比例則構築と金属ダイバータの特性について議論した。また、計測専門家会合では、電磁気計測における放射誘起起電力の問題について討議した。
逆井 章; JT-60チーム
Proceedings of 17th IEEE/NPSS Symposium Fusion Engineering (SOFE'97), 1, p.18 - 25, 1998/00
JT-60Uでは定常トカマク炉の物理基礎の確立及びITER物理R&Dへの貢献を目的として、閉じ込め向上、放射冷却ダイバータ、非誘導電流駆動を中心に研究を進めている。高
放電の性能向上により高いブートストラップ電流を誘起し、効果的な定常運転が可能となった。負磁気配位は急勾配な圧力分布に起因する高いブートストラップ電流を産み出すため、先進的定常運転シナリオとして注目される。負磁気シア放電の定常化の課題は崩壊の回避とMHD安定化の描像を明らかにすることである。負イオン源NB入射による電流駆動実験を行い、高い電流駆動効率を得ると共に、完全電流駆動での定常運転を目指す。1997年2月から5月にかけてW型ポンプ付ダイバータへの改造工事を行い、6月から放射冷却ダイバータと高閉じ込め性能との両立を図る実験を行っている。ダイバータ排気により密度制御性能及びダイバータの放射損失を増大させた。
栗田 源一; 牛草 健吉; 菊池 満; 永島 圭介; 閨谷 譲; 宮 直之; 豊島 昇; 高橋 良和; 林 巧; 栗山 正明; et al.
Proceedings of 17th IEEE/NPSS Symposium Fusion Engineering (SOFE'97), 1, p.233 - 236, 1998/00
SSTRのような定常トカマク炉を実現するためにはアルファ粒子の加熱に加えて、高q(5~6)と高(2~2.5)において、良好な粒子制御体での高いエネルギー閉込め(Hファクター2)、安定な高規格化(
~3.5)、高いブートストラップ電流の割合と高効率電流駆動、ダイバータによる熱負荷の軽減とヘリウム排気等を同時に達成する必要がある。定常炉心試験装置は、ITERの先進的シナリオに貢献すると同時に、このような炉に適した運転モードを重水素を用いて確立するために、研究されている。18個のTFコイルは、R=4.8mにおいて6.25Tのトロイダル磁場を発生し、10組のPFコイルは、楕円度2まで、三角形度は、ダブルヌルで0.8までとれる設計となっている。電流駆動系は、広い範囲の電流分布制御ができるように、合計60MWの負イオンNBIとECHの組合せとなっている。
小出 芳彦; JT-60チーム
Physics of Plasmas, 4(5), p.1623 - 1631, 1997/05
被引用回数：76 パーセンタイル：90.05(Physics, Fluids & Plasmas)高効率の定常トカマク炉を実現するためには、高温・高密度プラズマを非誘導電流駆動を安定に定常保持するとともにダイバーターとの整合性を確保する必要がある。本論文では、このような高性能プラズマ達成に向けたJT-60Uの最新成果を述べる。主な成果を以下に列挙する。(1)炉心級プラズマの電流駆動・電流分布制御に不可欠である負イオン源中性粒子ビームの入射に世界で初めて成功した(1.2MW/350keV)。(2)負磁気シアー放電にて、エネルギー閉込め時間1.06秒・等価核融合増倍率0.73に達する高性能プラズマを生成した。更に、この高性能プラズマにNeガスを注入することにより、ダイバータの熱負荷を低減できる可能性を見い出した。(3)プラズマ形状の三角形度を増加させることにより圧力限界が改善することを見い出し、ブートストラップ電流とビーム電流による非誘導完全電流駆動状態を2秒間維持した。
