JOPSS:検索結果一覧

論文

Toroidal electric field effect and non-linear effect on electron cyclotron current drive in JT-60U

鈴木隆博; 井手俊介; 濱松清隆; Petty, C. C.*; Lao, L. L.*; 諫山明彦; 藤田隆明; 池田佳隆; 関正美; 森山伸一; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 80(6), p.511 - 515, 2004/06

http://ci.nii.ac.jp/naid/110003827720

電子サイクロトロン波電流駆動(ECCD)の理論の検証は電子の衝突緩和に比べて小さなトロイダル電場や低パワー密度の領域に未だ限られている。JT-60UではEC加熱パワーの増強により、電場とパワー密度を拡大した領域で実験が可能になった。本領域ではトロイダル電場またはEC波加熱により電子の速度分布が大きく歪み、ECCDの効率に影響することが予想される。本研究では、実験で測定したEC駆動電流及びその分布を、線形または非線形のFokker Planck計算と比較し、速度分布関数の歪みの効果を議論する。実験と線形計算による規格化電流駆動効率の比 $zeta_{rm exp}/zeta_{rm cal}$ の規格化電場 $E_{phi}/E_{rm D}$ 及び規格化パワー $p/n_{rm e19}^{2}$ に対する依存性を調べた。 $E_{rm D}$ , $n_{rm e19}$ はそれぞれDreicer電場, $10^{19}/{rm m}^{3}$ 単位の電子密度である。実験では、 $p/n_{rm e19}^{2}$ の増加とともに $E_{phi}/E_{rm D}$ は負の方向に絶対値が増加し、両者はほぼ線形の依存性を示した。 $p/n_{rm e19}^{2}<0.5$ , $|E_{phi}/E_{rm D}|<0.01$ では、誤差の範囲で $zeta_{rm exp}$ は $zeta_{rm cal}$ に一致した。 $E_{phi}/E_{rm D}$ が負の方向に絶対値が大きくなるにつれ、また $p/n_{rm e19}^{2}$ が大きくなるにつれ、 $zeta_{rm exp}/zeta_{rm cal}$ は減少する傾向を示した。ここでEC駆動電流の方向をトロイダル電場の正方向とする。 $p/n_{rm e19}^{2} sim 4.9$ , $E_{phi}/E_{rm D} sim -0.086$ では、 $zeta_{rm exp}/zeta_{rm cal}$ は0.68になり、線形コードはを過大評価していると考えられる。本線形計算は、トロイダル電場が負の方向に大きくなると電流駆動効率を過大評価し、加熱パワー密度の増大による非線形効果が大きくなると過小評価する傾向がある。実験結果は、これら2つの効果を考えることにより説明できる。

論文

Heating and current drive by electron cyclotron waves in JT-60U

鈴木隆博; 井手俊介; 濱松清隆; 諫山明彦; 藤田隆明; Petty, C. C.*; 池田佳隆; 梶原健*; 内藤磨; 関正美; et al.

Nuclear Fusion, 44(7), p.699 - 708, 2004/05

https://doi.org/10.1088/0029-5515/44/7/002

被引用回数：31 パーセンタイル：69.25(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおける電子サイクロトロン(EC)波による加熱と電流駆動についての研究を発表する。LH波により生成された負磁気シアプラズマの中心部にEC波を入射し、26keVの電子温度を達成した。規格化小半径0.3程度までの広い領域で電子温度は24keVを超える。電子温度16keVまでの範囲でEC波による電流駆動効率 $eta_{rm CD}$ を調べ、電流駆動効率が電子温度に比例することがわかった。規格化電流駆動効率 $zeta=e^{3}eta_{rm CD}/epsilon_{0}^{2}kT_{rm e}$ は0.16であった。捕捉粒子効果はEC波の吸収位置に依存し規格化電流駆動効率を減少させると考えられ、不安定性の抑制等のために必要な駆動電流と加熱パワーの評価に影響する。そのための吸収位置に対する依存性を調べた。トーラスの弱磁場側での吸収ではに顕著な減少が観測された。Fokker-Planck計算と合致することから捕捉粒子効果を同定した。

報告書

Study of non-inductive current drive using high energy neutral beam injection on JT-60U

及川聡洋

JAERI-Research 2003-028, 134 Pages, 2004/01

JAERI-Research-2003-028.pdf:7.73MB

負イオン中性粒子ビーム(N-NB)による電流駆動の研究を行った。動的Stark効果偏光計を用い、N-NB駆動電流を広範囲な電子温度領域にわたって計測した。NB電流駆動はビームエネルギーと電子温度とともに増加するという理論予測を検証した。プラズマ電流1.5MAにおいて高閉じ込め,高ベータ,完全電流駆動,NBの電流駆動効率の最高値 $1.55times10^{19}~{rm Am^{-2}W^{-1}}$ を同時達成した。これらの結果は将来の核融合炉におけるNB電流駆動性能の予測性にさらなる信頼を与えた。一方、MHD不安定性によりNB電流駆動が減少することも判明した。ビーム駆動型不安定性によりN-NB高速イオンが輸送され駆動電流が7%減少した。新古典テアリングモードについては、中性子発生率と高速イオン圧力の計測値と理論値の比較から、磁場揺動の増加とともに高速イオン損失が増大すること,粒子のエネルギーが高い程より大きな輸送をうけることを明らかにした。

論文

Profile control and plasma start-up by RF waves towards advanced tokamak operation in JT-60U

高瀬雄一*; JT-60チーム

AIP Conference Proceedings 694, p.235 - 242, 2003/05

https://doi.org/10.1063/1.1638033

電子サイクロトロン(EC)波入射により中心電子温度23keVを達成した。中心EC波電流駆動(ECCD)により空間的に局在したEC駆動電流密度分布が得られ、共鳴電子の拡散係数の上限は $1{rm m^{2}/s}$ である。実験による電流駆動効率は理論で予想される値より小さいが、原因は大きなEC駆動電流により生じた負の電場と考えられる。強磁場側と弱磁場側のECCD規格化電流駆動効率を比較し、理論的に予想されている捕捉粒子効果を確認した。低域混成波による電流駆動(LHCD)を周辺部で行い、負磁気シアプラズマにおける安全係数最小の半径と内部輸送障壁の半径を広げた。負イオンに基づく中性粒子ビーム電流駆動(N-NBCD)により電流ホールの半径を縮小した。OHソレノイドを用いずに以下の項目からなる総合シナリオを実証した。(1) RF波によるプラズマ生成と垂直磁場・形状制御磁場の誘導を用いた革新的なプラズマ立ち上げ手法,(2) 電磁誘導によらないプラズマ電流上昇,(3) 高密度かつ自発電流が支配的な高閉じ込めプラズマ。本手法により生成したプラズマは内部輸送障壁、周辺輸送障壁をともに有し、 $I_{rm p}=0.6$ MA, $n_{rm e}=0.5n_{rm GW}$ において、 $beta_{rm p}=3.6$ ( $epsilonbeta_{rm p}=1$ ), $beta_{rm N}=1.6$ , $H_{rm H98y2}=1.6$ , $f_{rm BS}geq90%$ を達成した。

論文

Measurement of current driven by electron cyclotron waves in JT-60U

鈴木隆博; 井手俊介; 及川聡洋; 池田佳隆; 梶原健; 諫山明彦; 藤田隆明; 濱松清隆; JT-60チーム

Plasma Physics and Controlled Fusion, 44(1), p.1 - 9, 2002/01

https://doi.org/10.1088/0741-3335/44/1/301

被引用回数：18 パーセンタイル：50.83(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおいて電子サイクロトロン(EC)波による局在化した駆動電流分布を測定した。時間変化していく誘導電流はモーショナルシュタルク効果による内部磁場計測と、磁気流体平衡計算のトロイダル電流分布に新しくスプライン関数を導入することで評価した。解析からEC駆動電流がプラズマ小半径の10%より狭い領域に局在化していることが明確にわかる。測定したEC駆動電流は光線追跡法とFokker-Planckコードによる計算値と一致する。実験によるEC駆動電流分布の測定には先述の誘導電流の評価が困難なために理論との一致はこれまでほかの装置では得られていない。本研究はEC駆動電流の理論を実験的に確認したものである。EC波の吸収位置が変わったときには測定したEC駆動電流位置も変化している。電流駆動効率は7keVの電子温度に対して510 $^{18}$ A/W/m $^{2}$ であった。

報告書

Lower hybrid current drive in tokamak plasmas

牛草健吉

JAERI 1339, 77 Pages, 1999/03

JAERI-1339.pdf:3.4MB

過去約10年で低域混成波電流駆動(LHCD)実験が著しく進展し、ほかの非誘導電流駆動に比較して最大の駆動電流(3.6MA,JT-60)、最長の電流維持時間(2時間,TRIAM-1M)、最も高い密度での電流駆動(n $_{e}$ ~10 $^{20}$ m $^{-3}$ ,ALCATOR-C)、最高の電流駆動効率( $_{CD}$ =3.510 $^{19}$ m $^{-2}$ A/W,JT-60)を達成するに至った。これは、LHCDが現在のトカマク装置においては非誘導電流駆動として最も有効であることを示している。本論文はこのLHCD実験全般についての実験結果をまとめたものである。低域混成波電流駆動の理論をまとめた後、(1)実験装置、(2)電流駆動効率、(3)電流分布とMHD振動の制御、(4)エネルギー閉じ込め、(5)パワーフロー、(6)高速電子挙動、(7)イオンと波との相互作用、(8)ほかの加熱・電流駆動との複合電流駆動など、最近の重要な実験結果とその物理描像をまとめる。

報告書

Physics design of an ICRF system for ITER

木村晴行; 藤井常幸; 福山淳*; 三枝幹雄; 森山伸一; 濱松清隆

JAERI-Research 95-070, 78 Pages, 1995/11

JAERI-Research-95-070.pdf:1.94MB

ITERの二つのICRFアンテナ概念、ブランケット内アンテナ及びポート内アンテナについて速波電流駆動の性能が波動解析コードを用いて詳細に検討される。ブランケット内アンテナに対しては低周波数シナリオ(~20MHz)よりも高周波数シナリオ(~60MHz)の方がイオンへのパワー損失はあるものの、むしろ良好な電流駆動性能が得られる。高性能な電流駆動特性と保守の容易さの両立を狙った「接線アクセス」によるポート内アンテナが提案される。8素子のアンテナアレイが可能であり、電流駆動効率はITERのプラズマ平衡を取り入れた2次元コードで~0.310 $^{20}$ AW $^{-1}$ m $^{-2}$ と計算される。中心導体のリッジ導波管支持を適用した概念設計図が示される。

論文

Design of new LHRF launcher on JT-60 upgrade

関正美; 池田佳隆; 今井剛; 小西一正*; 永島孝; 上原和也

Radio-Frequency Power in Plasmas, p.170 - 173, 1989/00

プラズマパメーターを向上すべくJT-60の改造が計画され、現在、機器の設計あるいは製作が進んでいる。重水素を用いプラズマ電流が6MAのダイバータ放電を目指す本改造は、高加熱入力により高温度・高密度のプラズマを得ることを目的としている。この改造に伴い、LHRFシステムも電流駆動や電流分布制御が効率的に行えるように設計中である。ランチャは16個のマルチジャンクション型モジウルより成り、10MW程度の高周波電力を入射できるように水平の大型ポートに設置される。各モジウルは、主導波管をトロイダル方向に12あるいは18分割された副導波管を持つ構造である。本ランチャの特徴は、使用周波数を変えて副導波管内の電気長を変えて磁力線に沿った屈折率(N $_{11}$ )を制御できることである。新型ランチャを使っての実験は、1991年の初めから始められる。

報告書

Initial Results of Lower Hybrid Current Experiment on JT-60

坂本慶司; 今井剛; 池田佳隆; 上原和也; 藤井常幸; 三枝幹雄; 本田正男; 鈴木紀男; 横倉賢治; 関正美; et al.

JAERI-M 87-061, 25 Pages, 1987/05

JAERI-M-87-061.pdf:0.78MB

JT-60における低減混成波(LHRF)による電流駆動実験の初期結果の報告である。この実験は核融合炉クラスのトカマクにおけるRF電流駆動を実証する初の試みであるが、結果として、密度n $_{e}$ =0.310 $^{1}$ $^{9}$ m $^{-}$ $^{3}$ のプラズマにおいて入射電力1.2MWのLHRF(周波数2GHz)により、プラズマ電流 I $_{R}$ F=1.7MA の電流駆動に成功した。これは現在までの非誘導型電流駆動実験で得られたものとしては世界最高の値である。尚,電流駆動効率 $_{C}$ Dは1.0~1.7であり、他の中型トカマクにおける値 $_{C}$ D=0.5~1.5 と比較して高い値を示しているが、中性粒子入射加熱と組合わせ入射を行なった場合更に向上し、 $_{C}$ D=2.0~2.8が得られた。また、他の中型装置と同様にLHRFによる軟X線信号上のSawtooth信号の抑制が観測されたが、これはLHRFによるプラズマの安定化および閉じ込めの改良の可能性を示すものである。更に、LHRFによるプラズマ電流立上げ及びOHコイル電流の再充電を実証した。

発表形式

掲載資料名

発表会議名

筆頭著者名

キーワード

使用言語

発行年

開催年