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藤田 隆明; JT-60チーム
Nuclear Fusion, 46(3), p.S3 - S12, 2006/03
被引用回数：8 パーセンタイル：28.05(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおいては、加熱パワーの入射時間を10秒から30秒に伸長し、電流拡散時間を超え、壁飽和時間に近い時間スケールでのプラズマ特性の研究を開始した。加熱装置の入射時間は順調に伸長し、入射エネルギー350MJを達成した。規格化ベータ値2.3を22.3秒間維持するなど高ベータの維持時間を大幅に伸長した。また、負磁気シアプラズマ及び弱磁気シアプラズマにおいて、完全電流駆動に近い状態での高自発電流割合の維持時間も5.8秒及び7.4秒まで伸長した。いずれの場合も電流分布は定常状態に達し、高ベータ,高自発電流割合の長時間維持に明るい見通しを得た。長時間スケールでの制御性の研究のため、電流分布の実時間制御システムを構築し、低ベータプラズマで実証した。高密度放電を繰り返すことにより、壁の粒子吸蔵量が飽和する状態をJT-60で初めて得た。壁飽和状態でダイバータ排気による粒子制御を実証した。ダイバータ板へのパルス的な熱負荷のない静かなHモード(QHモード)を初めて表面のトロイダル回転がゼロに近い状態で実現した。
井手 俊介; 鈴木 隆博; 坂本 宜照; 竹永 秀信; 藤田 隆明; 大山 直幸; 諫山 明彦; 小出 芳彦; 鎌田 裕; JT-60チーム
Nuclear Fusion, 44(1), p.87 - 92, 2004/01
被引用回数：19 パーセンタイル：53.39(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおいて、高閉じ込めの負磁気シア放電において、電流分布の制御性と閉じ込めとの関連を調べた。その結果、周辺電流駆動により閉じ込め性能に重要な内部輸送障壁の位置を広げることができ、それにより閉じ込め性能を改善できうることを示した。また、中心電流駆動を組合せることにより、負磁気シア領域での安全係数を下げることができることを示した。これらの電流駆動を組合せることにより完全電流駆動を実現するとともに、ITERの先進運転シナリオで要求されている高閉じ込め性能を高規格化密度領域で実証した。一方、電子加熱が主体となる領域での内部輸送障壁の性質を調べた。高閉じ込め負磁気シアプラズマにおいては、電子加熱割合が増加しても内部輸送障壁や閉じ込め性能に大きな影響を与えないことを明らかにした。正磁気シアプラズマにおいては、電子加熱により内部輸送障壁が減衰あるいは消滅する場合が有ることを明らかにした。炉心プラズマでは電子加熱が主体となるため、これら得られた知見は重要である。
藤田 隆明
日本物理学会誌, 57(8), p.559 - 567, 2002/08
トカマク型磁場閉じ込め装置においては、高温プラズマ中に電流を流すことによりプラズマを閉じ込めるらせん状磁場を形成している。このためトカマクプラズマの電流分布の計測は閉じ込め磁場の空間構造を把握することを意味し、磁場中のプラズマの熱・粒子輸送やプラズマの安定性の理解に極めて重要な役割を果す。本稿では、大型トカマクJT-60における高精度の電流分布計測法を紹介するとともに、その活用により発展した電流分布制御を用いた高温核融合プラズマの閉じ込め性能の改善に関する最近の研究成果について解説する。
菊池 満
プラズマ・核融合学会誌, 74(8), p.787 - 794, 1998/08
最近の核融合炉設計の特性を、定常運転、熱効率、燃焼制御、構造材料と経済性の観点から記述する。より詳細な議論として、電流分布制御、ベータ限界を決める現象(理想及び抵抗性MHD安定性)、ダイバータ(He排気、高閉じ込めとの共存性)などの炉心プラズマ技術に関する開発課題について述べた。最近の各国のトカマク炉の設計は、定常炉概念を取り入れており、1990年に原研が実施した定常トカマク型核融合炉SSTRの概念検討が先駆的に果たした役割が重要であったことが理解される。
居田 克巳*; 岡野 邦彦*; 小川 雄一*; 鎌田 裕; 木村 晴行; 西原 功修*; 藤澤 彰英*; 矢木 雅敏*; 飯尾 俊二*
プラズマ・核融合学会誌, 72(12), p.1417 - 1423, 1996/12
第16回IAEA核融合エネルギー会議の内、加熱電流駆動のセッションの報告を行う。加熱電流駆動ではオーラルとポスター合わせて14件の発表があった。周波数帯別の内訳はICRF:6件、LHRF:5件、ECRF:2件、Alfven:1件である。ICRF加熱電流駆動の成果としてはITERの物理R&Dや負磁気シア、Hモード等の高性能放電への適用の進展があり、LHCDの成果としては負磁気シアを得るための電流分布制御や定常化へ向けての研究の一層の進展があった。ECRFに関してもEC加熱の負磁気シアへの応用が目立った。
木村 晴行
プラズマ・核融合学会誌, 72(2), p.170 - 171, 1996/02
1995年11月6日-10日に開催された米国物理学会プラズマ物理分科会の報告を行う。米国の磁気核融合開発予算の削減があったものの、全体の発表件数は前回並みであった。磁場閉じ込め核融合関係ではトカマクにおける反転磁気シアが話題の中心であった。TFTR、DIII-D、JT-60U等から反転磁気シアによる閉込めの改善、輸送解析、MHD安定性解析、非誘導電流分布制御による維持等、多くの発表があり、トカマクの性能向上に新しい展開が見られた。(概要及び磁場閉じ込め核融合分野の執筆を分担)
木村 晴行; 内藤 磨; 三枝 幹雄; 井手 俊介; 根本 正博; 池田 佳隆; 森山 伸一; 近藤 貴; 藤井 常幸; 関 正美; et al.
AIP Conference Proceedings 355, p.81 - 88, 1996/00
少数イオンICRF加熱により高プラズマ電流領域のTAEモードが調べられ、4MA放電では13程度の高いトロイダルモード数を有するTAEモードが現れることが明らかにされる。イオンサイクロトロン高調波共鳴(第2~第4調波)によるビーム加速時のMeV領域のエネルギースペクトルが測定され、テイル温度は調波数がふえるに従って高くなることが示される。低域混成(LH)波の吸収分布は入射波動スペクトル、入射位置、安全係数、を変えることにより制御できる。誘導電流と逆方向にLH波による電流駆動を行い、電流分布の制御性が向上することが実証される。両方の波動に対してセパラトリックスとアンテナ間の大きなギャップに対するアンテナ結合が実証される。
木村 晴行; 三枝 幹雄; 近藤 貴; 小関 隆久; 森山 伸一; 藤井 常幸
プラズマ・核融合学会誌, 71(11), p.1147 - 1164, 1995/11
JT-60Uにおいてトロイダルアルヴェン固有(TAE)モードの研究がITER対応の条件、即ち4MAまでの高プラズマ電流(Ip)、2.8までの低安全係数にて、第2高調波少数イオンICRF加熱を用いて行われている。Ipの増大とともに、より高いトロイダルモード数が現れる。TAEモードによるMeVイオンの減少はTAEモードの振幅に比例する。しかし高電子密度ではTAEモードの振幅は依然大きいもののMeVイオンの減少は重要ではなくなる。TAEモードの制御に非誘導電流駆動による電流分布制御が有効であることが示される。
松岡 守; JT-60チーム
Fusion Engineering and Design, 26(1-4), p.59 - 68, 1995/01
被引用回数：2 パーセンタイル：28.12(Nuclear Science & Technology)JT-60Uでは高効率電流駆動、大電流駆動とともに、電流分布制御の実験を強力に進めている。LHCDに関しては新しいマルチジャンクションランチャーを用いて3.6MAまでの完全電流駆動を実現した。位相を変えることにより、内部インダクタンスの時間的変化は予測どおりの相違を示した。NBCDにおいても、ビーム軸に対して相対的にプラズマ配位を変えることにより、中心電流駆動及び周辺電流駆動を行った。その結果、内部インダクタンスは中心電流駆動を正方向に行った場合上昇、逆方向に行った場合減少した。周辺電流駆動を行った場合は逆の傾向であった。LHCD,NBCDの場合とも電流分布制御により閉じ込め特性の改善を示唆する実験結果を得た。
井手 俊介; 内藤 磨; 近藤 貴; 藤田 隆明; 松岡 守*; 池田 佳隆; 牛草 健吉; JT-60チーム
IAEA-CN-60/A5-4, 0, p.641 - 650, 1995/00
定常核融合炉におけるプラズマの保持及びその性能の改善のために、非誘導的にプラズマ電流分布を制御する事は非常に重要であると考えられている。本論文ではこのような定常化研究のためにJT-60U装置で行われている電流分布制御実験について報告する。主な成果は、1)中性粒子ビーム(NB)による分布制御実験:NBを用いて電流分布を制御できることを実験で明らかに示した。また同時にプラズマ回転の制御も行える事も示した。2)低域混成波(LHW)による分布制御実験:LHWによる電流分布制御は従来から良い結果を出して来たが、今回波の波数スペクトルを組み合わせることによりさらに効率良い制御が行えることを示した。
徳田 伸二; 栗田 源一; 安積 正史; 岸本 泰明; 中村 幸治; 小関 隆久; 竹田 辰興; 滝塚 知典; 谷 啓二; 常松 俊秀; et al.
Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion Research 1990, Vol.2, p.219 - 229, 1991/00
新古典オーム則に従うトカマクプラズマがオーム電流で閉込められている場合、核融合炉で要請される急峻な温度分布を仮定すると、プラズマ中心の安全係数q
が1以下になってポロイダル・モード数n=1のMHD不安定がおこる。そのため、非誘導電流を使って電流分布を制御しqを1以上に保つことが必要である。ITERのプラズマパラメータに対して必要な非誘導電流の大きさと分布を求め到達可能なベータ値も求めた。急峻な分布から平坦な分布までにわたって電流分布を制御するには全電流の30%の非誘導電流が必要である。また、制御の間、電流分布は変化するが、それに対してMHD安定性を確保するためには、磁気井戸が存在することが必要である。電流分布の最適化によりMHDベータ限界として、トロヨン係数q=2.2が可能である。
岡野 邦彦*; 畑山 明聖*; 杉原 正芳
JAERI-M 89-148, 13 Pages, 1989/10
低域混成波入射用グリル・ランチャの各導波管へ給電する際の位相差を、グリル全体で一定とせず、ある単純な秩序に従って非一様化することにより、波の進行波比やグリル表面での反射を目立って悪化させることなく、波のスペクトル幅、および駆動電流分布を柔軟に調整可能であることを、シミュレーションにより示した。
