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Tuccillo, A. A.*; S.Podda*; 関 正美; 朝倉 伸幸; 井手 俊介; 池田 佳隆; 木村 晴行; 近藤 貴; 内藤 磨; 牛草 健吉; et al.
AIP Conference Proceedings 355, p.114 - 117, 1995/00
JT-60Uにおいて結合条件を変えた場合での低域混成波(LH)電流駆動実験が行われた。用いられた電流駆動用アンテナは電力分配型であり、オーバーサイズのテーパー導波管を採用して構造の簡素化が図られているのが特徴である。このタイプのアンテナでは、結合条件を変えて電流駆動し得る限界の結合条件を知ることは重要であり、次世代大型トカマクでのLH電流駆動の運転条件を決めるばかりでなくLHアンテナ設計の鍵となる。今回の実験では、アンテナを第一壁内へ引き込むことによって結合条件を変え、主導波管内の反射率が35%に達する範囲でLH電流駆動した。測定された反射率は、ラングミュアプローブ計測から求めたアンテナ前面での密度を用いた理論計算結果と良く一致した。この理論計算では、反射波によるオーバーサイズテーパー管内の高次モード生成が考慮されておらず、この実験条件では高次モードの影響が少ないことが示唆された。また、LH電流駆動性能は、反射率が25%までならば大きくは劣化しないことが見出され、理論からの予想結果と矛盾しない。
三枝 幹雄; 森山 伸一; 藤井 常幸; 木村 晴行; 佐藤 正泰; 細金 延幸; 根本 正博; 山本 巧
Nuclear Fusion, 34(2), p.276 - 282, 1994/00
被引用回数：15 パーセンタイル：56.84(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60U ICRFアンテナの極めて良好な結合特性が確認され、加熱に適した逆相モードにて5MWまでの加熱入力が達成された。逆相モードでは、1~5.5
10
m
の広い平均電子密度領域にて、アンテナのファラデーシールドからプラズマのセパラトリックスまでを13cmまで離した状態で約4
の結合抵抗が観測され、良好な加熱結果が得られた。これらの結果は、核融合炉用アンテナの設計に対して、プラズマから第一壁やファラデーシールドへの熱負荷の低減に大きく寄与しうる。一方同相モードでは、ファラデーシールドからセパラトリックスまでを33cmまで離しても結合抵抗がなお5程度得られたが、加熱効率は逆相に比べ著しく低かった。
森山 伸一; 藤井 常幸; 三枝 幹雄; 安納 勝人; 横倉 賢治; 五十嵐 浩一*; 寺門 正之; 木村 晴行; 山本 巧
Fusion Technology 1992, Vol.1, p.584 - 588, 1993/00
JT-60UICRF加熱装置は、92年1月に運転を開始した。結合特性、インピーダンス整合及びパワーアップに関して計算と比較して報告する。開口面積が旧アンテナの約3倍ある新22ループアンテナはJT-60で加熱効率の良かった(
,0)位相加熱に最適化を行って設計され、N
=3である。新アンテナにより、セパラトリクス・第1壁距離約10cmと比較的距離大の場合でもne=1~210mのプラズマに対し5程度の十分な結合抵抗が得られた。周波数帰還制御と1スタブ+位相器の新インピーダンス整合系との組み合わせで良好な整合が得られた。初期実験において1.5MW0.5秒(116MHz)の入射を達成した。アンテナでの発生電圧が1kV
程度のパワー領域で入反射電力の振動を観測した。これはマルチパクタ放電に起因する電力一定帰還制御の振動と見られるが、400kWレベルまで瞬時にパワーを立ち上げることで、その影響は回避できた。
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。
関 正美; 池田 佳隆; 今井 剛; 牛草 健吉; 内藤 磨; 井手 俊介; 近藤 貴; 根本 正博; 竹内 浩; 菅沼 和明; et al.
Proc. of the 19th European Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics, p.985 - 988, 1992/00
低域混成波による電流駆動方式は、非誘電方式の中では、最も効率的な方式である。しかしながら、アンテナとしては、遅波を励起するため、アンテナ前面にカットオフ以上のプラズマ密度を必要とする。このため、従来、主プラズマとアンテナとの距離を近づけて、結合特性を最適化していた。このことは、定常運転を行う際、アンテナ前面の熱設計を厳しいものとしている。一方、今回、JT-60Uの実験において、主プラズマとアンテナが10cm以上離しても、良好な結合特性(反射率10%以下)が観測された。アンテナ前面に取付けられた静電プローブより、RF入射時に、カットオフ以上の密度のプラズマが、RFにより生成され、結合特性が改善されていることが明らかとなった。
牛草 健吉
核融合研究, 66(6), p.663 - 681, 1991/12
トカマクの定常化研究の観点から、非誘導電流駆動研究の現状をまとめた。現在までの非誘導電流駆動実験の進展、達成領域等を簡単にまとめ、特に最も研究が進んでいる低域混成波電流駆動実験から今後の炉心プラズマ定常化研究における問題点、課題点を示し、それらに関する現在の研究結果をまとめた。最後に今後予定されている定常化研究を示し、我が国が今後ともトカマクの定常化研究において世界のレーダーシップを発揮する必要があると強調した。
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。
上原 和也
核融合研究, 56(3), p.169 - 195, 1986/00
プラズマ・核融合学会より依頼された解説記事である。小田島和男氏の「追加熱の閉じ込め特性」に続く、一連のシリーズの第2弾としてローワーハイブリッド加熱実験の現状と、最近の核融合指向のRF加熱技術についてわかり易く解説したものである。ローワーハイブリッド加熱実験では、結合特性、イオン・電子加熱および電流駆動について原研RFグループの成果が紹介され、又世界の大型トカマクでの実験についても紹介されている。RF加熱技術については、増巾管の現状がLHRF,ICRF,ECRHについて周波数を追って解説された後、伝送系と結合系の問題点と現状とがわかり易く解説されている。
三枝 幹雄; 木村 晴行; 藤井 常幸; 池田 佳隆; 坂本 慶司; 今井 剛; 上原 和也; 永島 孝
JAERI-M 84-187, 19 Pages, 1984/10
プラズマ追加熱の1つの有力な手段として、fast waveを用いたイオンサイクロトロン波帯(ICRF)加熱がある。この方式の結合系としては、従来、ループアンテナが用いられてきたが、炉工学的には、導波管結合系の方が有利である。本報告では、T型リッジ導波管のプラズマとの結合特性を、JT-60のICRF(周波数120MHz)を対象にして求めた。その結果、リッジ導波管は、JT-60のICRF加熱に関して、耐電力的にループアンテナに劣ることが判った。また、その結合特性を向上させる手段として、先端に異なる特性インピーダニスの線路を接続した簡易構造のキャビティランチヤーや、誘電体装荷型ランチヤーが有効であることが判った。
