Extended JT-60U plasma regimes for high integrated performance

鎌田 裕; JT-60チーム

Nuclear Fusion, 41(10), p.1311 - 1325, 2001/10

https://doi.org/10.1088/0029-5515/41/10/302

高閉じ込め、高規格化、高自発電流、完全電流駆動、効率的な熱・粒子除去等の性能を同時に満足するトカマク運転方式のJT-60による開発研究の成果をまとめた。輸送障壁を有する負磁気シア及び弱磁気シア高ELMy Hプラズマの2つの改善閉じ込めモードにおいて、定常状態に近い電流分布を有する完全電流駆動プラズマの準定常維持に成功した。負磁気シアプラズマでは、閉じ込め改善度(HH)~2.2、規格化値()~2、自発電流割合(f)~80%を、高ELMy HプラズマではN-NBIを用いてHH~1.4、~2.5を実現した。エネルギー増倍率0.5の負磁気シアプラズマの0.8秒間保持、N-NBIによる世界最高のビーム電流駆動効率の達成、連続ペレット入射による高閉込めプラズマの高密度化に加え、衝突頻度、規格化ラーマ半径、イオン・電子温度比等が核融合炉の領域に近づくなど、プラズマ性能を特徴づける主要パラメータが大きく進展した。電子サイクロトロン波による局所電流駆動による新古典テアリングモードの安定化、壁安定化効果による高化に成功しMHD安定性の改善に成功するとともに、プラズマの回転制御による内部輸送障壁の能動的制御を実証した。ダイバータの両側排気により、He排気性能を40%向上した。Arガス入射により高密度領域で高い周辺温度を実現し、良好な閉じ込め性能を有するデタッチプラズマの生成に成功した。高q95、高領域で高三確度形状にすることで、ELMをGrtassyELMにすることに成功し、ELM時のダイバータ熱負荷を減衰させた。本論文はこれらJT-60の成果を総合的にまとめたものである。