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論文

Development of divertor simulation research in the GAMMA 10/PDX tandem mirror

中嶋 洋輔*; 坂本 瑞樹*; 吉川 正志*; 大木 健輔*; 武田 寿人*; 市村 和也*; 細井 克洋*; 平田 真史*; 市村 真*; 池添 竜也*; et al.

Proceedings of 25th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2014) (CD-ROM), 8 Pages, 2014/10

In the large tandem mirror device GAMMA 10/PDX, a divertor simulation experimental module (D-module) with a V-shaped divertor target have been installed in the end-mirror. A massive gas injection of hydrogen and noble gases (argon and xenon) into the D-module during hydrogen plasma irradiation onto the target was performed, and plasma detachment from the target was investigated. Electron temperature measured by Langmuir probe array on the target was significantly reduced from a few tens of eV to $$<$$ 3 eV, and particle flux was also reduced. A bright H$$alpha$$ emission in the upstream region of the D-module and strong reduction near the target were observed by a two-dimensional image of H$$alpha$$ emission in the target observed with a high-speed camera. Molecular activated recombination (MAR) process is expected to contribute to the reduction of the electron temperature and the particle flux.

論文

ITER物理R&D専門家会合報告

朝倉 伸幸; 高村 秀一*; 加藤 隆子*; 逆井 章

プラズマ・核融合学会誌, 76(7), p.693 - 697, 2000/07

ITER物理R&Dの一環として、第11回SOL及びダイバータ物理に関する専門家会合が、日本原子力研究所、那珂研究所のITER国際共同設計サイトで、1999年12月15-17日に開催された。本会合に先行して米国からの参加者を含めたワークショップを開催し、ITERを含めたトカマク核融合炉に必要な周辺プラズマとダイバータ物理研究及びデータベース活動について、最近の進展と課題について討論が行われた。SOL・ダイバータ物理専門家グループ、国際共同設計チーム及び日本、欧州、米国の研究機関からの専門家から発表が行われた。JT-60U,JET,ASDEX-Upgrade,TEXTOR,TCV,DIII-D,AlcatorC-MODのダイバータあるいはポンプリミター・トカマク装置における実験及びダイバータ・コードによる最新の成果が発表された。一方、炭素材の損耗、再吸着過程、高Z材の使用、デタッチメントに関係する水素原子・分子過程研究の進展についても討論が行われた。重要課題として、ELM熱流のスケーリング、化学スパッタリング率の評価、タングステン(高Z材料)のダイバータ板使用の検討、高密度ELMyHプラズマに関するデータベース、SOLプラズマ流の機構解明と不純物遮蔽効果の検討を中心に活動を進めることを決めた。

論文

ITER物理R&Dの成果,3; ダイバータ物理

嶋田 道也; 細金 延幸; 伊丹 潔; 高村 秀一*; 大藪 修義*; 俵 博之*; 畑山 明聖*

プラズマ・核融合学会誌, 76(1), p.41 - 63, 2000/01

ITER物理R&D期間中のダイバータ研究に関する主な成果と現状についてまとめた。ITERの標準運転モードとして、デタッチダイバータが検討され、デタッチ現象(放射損失の促進、プラズマ圧力の降下、再結合過程等)が実験的に調べられた。このような現象は、最近のモデリングの進展により、シミュレーションによっても良く再現されるようになった。しかし、ダイバータと主プラズマ閉込めの両立性については、ダイバータ形状の効果が明瞭でなく、今後の課題として残っている。粒子補給については、内側入射ペレットが開発されたことにより、解決の見通しを得た。ヘリウム灰の排気には大きな問題がないことが確認された。R&D活動の特別な作業として、SOLデータベースが構築され、SOL幅などの比例則が導出された。ダイバータ壁材料の損耗や再付着についても議論された。

論文

Studies of boundary plasmas and fueling on the JFT-2M

小川 宏明; 三浦 幸俊; 福本 直之*; 長谷川 浩一; 川島 寿人; 前野 勝樹; 永田 正義*; 仙石 盛夫; 柴田 孝俊; 河西 敏; et al.

Journal of Nuclear Materials, 266-269, p.623 - 628, 1999/00

 被引用回数:12 パーセンタイル:30.49

本講演では、JFT-2Mのバッフル板付ダイバータプラズマの特性、ダイバータ板へバイアス電圧を印加した効果及びコンパクトトロイド入射による燃料注入法について発表する。JFT-2Mの閉ダイバータでは、OH加熱時には平均電子密度が2-2.5$$times$$10$$^{19}$$m$$^{-3}$$からデタッチメントが始まるが、完全デタッチメントには至っていない。またバイアス電圧印加により粒子フローを制御し、バッフル効果及びダイバータ特性を著しく向上させることが明らかとなった。さらに新しい燃料供給法としてコンパクトトロイド入射装置を据付け、11月より実験を開始した。初期的な結果ではOHプラズマへの入射で一周電圧、放射損失の低下及び蓄積エネルギーの速い増加などの良好な入射特性が得られた。

論文

Role of divertor geometry on detachment and core plasma performance on JT60U

朝倉 伸幸; 細金 延幸; 伊丹 潔; 逆井 章; 櫻井 真治; 嶋田 道也; 久保 博孝; 東島 智; 清水 勝宏; 竹永 秀信; et al.

Journal of Nuclear Materials, 266-269, p.182 - 188, 1999/00

 被引用回数:49 パーセンタイル:4.49

JT-60Uにおけるオープン型ダイバータからW型ダイバータへの形状変化によるデタッチメントの発生とエネルギー閉じ込め特性への効果について調べた。(1)ダイバータ・デタッチメント時のプラズマ測定を精度よく行い、同じ主プラズマ密度でも、ダイバータで密度が増加し、温度から5eV程度まで低下することを観測した。(2)周辺部でのプラズマ流の方向について大型トカマクでは初めて測定した。放射損失分布の内外非対称性か、プラズマ流の方向に関係することを明らかにした。(3)ダイバータ部での粒子リサイクリングはW型が大きく、主プラズマ周辺部の粒子リサイクリングは、1/2程度に低下していることを観測した。ダイバータ部からの粒子の逆流を低減できた。(4)密度増加に伴いELMy Hモードの閉じこめ改善度は依然と同様低下する。W型改造により周辺部での中性粒子密度を1/2~1/3に低下できたが、閉じこめ改善効果は少ない。今後、ダイバータ部からの逆流やバッフル部からの粒子源を減少させることが必要である。

論文

Behaviour of devertor neutral pressure at the onset of an X-point MARFE in JT-60U

玉井 広史; 朝倉 伸幸; 細金 延幸

プラズマ・核融合学会誌, 74(11), p.1336 - 1339, 1998/11

X点MARFE発生時のダイバータ領域における中性粒子圧力を、高速応答イオンゲージを用いて測定し、解析した。この結果、X点MARFE発生時にダイバータ部の中性粒子圧力の内外非対称性が逆転することを、初めて明らかにした。更に、この性質を利用して、内外圧力比を一定に保つことにより、X点MARFEの発生を抑えつつ、ダイバータデタッチ状態を維持できる可能性を示した。

論文

Field reversal effects on divertor plasmas under radiative and detached conditions in JT-60U

朝倉 伸幸; 細金 延幸; 辻-飯尾 俊二*; 伊丹 潔; 清水 勝宏; 嶋田 道也

Nuclear Fusion, 36(6), p.795 - 813, 1996/00

 被引用回数:33 パーセンタイル:25.76(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60UのLモード高密度放電における放射冷却ダイバータで、トロイダル磁場反転がもたらすダイバータ・プラズマ(イオン電流、電子温度、イオン化領域、放射損失分布)への影響を解明した。トロイダル磁場の方向はスクレイプオフ層での熱・粒子の輸送に大きく影響を及ぼし、内外ダイバータでの非対称性を決定する。ダイバータ部でMARFEが発生しない領域での運転に限っては、ダイバータ部での放射損失は同程度であり、ダイバータ板上で内外対称な熱流束分布を得る磁場反転運転が有利である。これに対しMARFE中は、エネルギー閉じこめの劣化や不純物の主プラズマへの混入は同程度であるが、順方向運転の場合だけ放射損失ピータがセパラトリクス・ヌル点付近に維持でき、ダイバータプラズマが完全なデタッチメントに至らないため、ダイバータ部で粒子排気を行うためには有利である。

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