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論文

Confinement degradation with beta for ELMy $$H$$-mode plasmas in JT-60U tokamak

浦野 創; 滝塚 知典; 竹永 秀信; 大山 直幸; 三浦 幸俊; 鎌田 裕

Nuclear Fusion, 46(8), p.781 - 787, 2006/08

 被引用回数:20 パーセンタイル:58.65(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおいて、トロイダルベータ値の増加に伴うエネルギー閉じ込めの劣化を無次元輸送解析によって明らかにした。エネルギー閉じ込め性能のベータ依存性は、JT-60UにおけるELMy $$H$$モード閉じ込めデータベースの解析、また$$rho_mathrm{T}^ast$$, $$nu^ast$$、及びその他の磁気形状パラメータを固定したベータ値のスキャン実験の結果の両方から調べた。いずれの場合も、エネルギー閉じ込め性能はベータ値の増加に伴って、$$B_mathrm{T}tau_mathrm{E}proptobeta_mathrm{T}^{-(0.6-0.7)}$$の関係を満たすように劣化することがわかった。この結果は、IPB98(y,2)閉じ込め比例則の予測よりも弱い依存性である。本研究の結果から、核融合エネルギー増倍率は、$$beta_mathrm{T}^{0.3-0.4}B_mathrm{T}$$に比例して増加することが予測される。

論文

Scaling of the energy confinement time with $$beta$$ and collisionality approaching ITER conditions

Cordey, J. G.*; Thomsen, K.*; Chudnovskiy, A.*; Kardaun, O. J. W. F.*; 滝塚 知典; Snipes, J. A.*; Greenwald, M.*; Sugiyama, L.*; Ryter, F.*; Kus, A.*; et al.

Nuclear Fusion, 45(9), p.1078 - 1084, 2005/09

 被引用回数:51 パーセンタイル:84.74(Physics, Fluids & Plasmas)

ELMyHモードデータベースの最新版の状況を再検査した。一般最小2乗回帰法における幾つかの変数について偏りがあることが確認された。これらの欠点に注意して、3種の解析手法、(a)主要素回帰法,(b)変数内誤差手法、及び(c)偏りの小さい少数変数による解析、を取り入れた。標準的な工学的変数で表した比例則とともに、無次元物理変数を用いた比例則を導出した。新比例則は従来の比例則に比べて、ITERの標準的ベータ運転に関して同様な性能を予測するが、より高いベータの運転では性能が高くなると予測する。

論文

Recent results and future prospects on the JT-60U tokamak

吉田 英俊; JT-60チーム

Fusion Technology, 26, p.406 - 417, 1994/11

JT-60Uの最近の実験結果、特に飛躍的な閉じ込め改善により世界最高値の核融合三重積を達成した高効率・高プラズマ圧力放電に係わる閉じ込め研究の進展、世界最高のプラズマ電流を流した低域混成波電流駆動や中性粒子入射(NBI)による電流駆動、プラズマの圧力勾配によって流れる自発電流駆動に係わる定常化研究の進展、これら高温プラズマの定常運転に際し課題となるダイバータ板への熱負荷軽減やDT反応で生じるHe灰(熱化$$alpha$$粒子)の排気等に係わる粒子・熱制御研究の進展についてまとめた。併せて定常化研究を推進する上で重要な平成7年度完成予定の負NBI装置、粒子・熱制御効率を高めるクローズドダイバータ化計画、定常核融合実現に向けて物理上及び工学上の基礎を蓄積し確立することを目的としたJT-60スーパーアップグレード化計画についても言及した。

論文

Improvement of confinement and remote radiative cooling of beam heated plasmas in JT-60 with ion ▽B drift towards the X-point

辻 俊二; 細金 延幸; 伊丹 潔; 久保 博孝; 西谷 健夫; 嶋田 道也; 小出 芳彦; 西野 信博*; 杉江 達夫; 永島 圭介; et al.

Nuclear Fusion, 32(8), p.1313 - 1330, 1992/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:33.61(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60のビーム加熱水素プラズマにおいて、加熱パワーと線平均電子密度が閾値を越えると、エネルギーと粒子閉じ込めの改善が観測された。ダイバータプラズマからの放射パワーは加熱パワーの50%に達した。この状態を改善ダイバータ閉じ込め(IDC)と名づけた。20%のエネルギー閉じ込めの改善とダイバータ部での遠隔放射冷却が実現した放電が、プラズマ中心部への不純物蓄積を起こすことなく準定常状態として数秒間持続した。IDCへの線平均電子密度の閾値は、加熱パワーに対して線形に増加し、安全係数に対して逆相関で減少した。閉じ込め改善はイオン磁場勾配ドリフトがX点向きの時のみ観測された。トロイダル磁場の反転で、軽元素不純物のふるまいと粒子循環の内外非対線性が変化した。これらの現象は、セパラトリクス付近での衝突的輸送がIDCの発生に関わっているとする理論モデルに矛盾しない。

論文

Fusion yield in high-power D-beam injected He$$^{3}$$ plasmas

山極 満

Plasma Physics and Controlled Fusion, 34(5), p.715 - 723, 1992/00

500keV重水素ビーム10MW入射および最高30MWの120keVビーム入射によって維持されるHe$$^{3}$$プラズマにおける核融合出力について、グローバルなエネルギー閉じ込めの効果を考慮に入れて解析を行った。入力パワーに対する全蓄積エネルギーの比として定義されるグローバルエネルギー閉じ込め時間$$tau$$$$_{E}$$は入力パワーの平方根に逆比例するように定められる。非熱的重水素成分の増加によるHe$$^{3}$$密度の低減が顕著に生じなければ低n$$_{e}$$高T$$_{e}$$領域においてより高い核融合出力が得られる。高パワーの120keV重水素ビーム入射に対して仮定されるTi=2Teの高Tiモードは同一の$$tau$$$$_{E}$$下におけるT$$_{i}$$=T$$_{e}$$モードに比して望ましい結果を与えないことが見い出された。重水素の熱的成分の蓄積が核融合出力に与える影響についても検討がなされる。

論文

JT-60におけるペレット入射実験

芳野 隆治; 鎌田 裕; 清水 勝宏; 小関 隆久; 平山 俊雄; 杉江 達夫; 西谷 健夫

核融合研究, 65(SPECIAL ISSUE), p.163 - 183, 1991/03

JT-60では、リミター配位の放電領域を拡大し(3.1MA、23MWの高パワー中性粒子入射加熱)、水素ペレット入射実験を実施した。ペレット入射条件を調整した結果粒子の強い掃き出しをともなう鋸歯状振動を長時間(最高1秒)の間抑制するとともに、密度分布がピークしたプラズマを実現した。この時、ガス注入プラズマに比べて、最大30%の閉じ込め改善を得た。シミュレーション解析の結果、閉じ込め改善は、鋸歯状振動抑制により、q=1面内の低い粒子拡散係数の効果が、顕在化した事による事が明らかになった。閉じ込め改善に寄与しているのは、主にq=1面内の蓄積エネルギーの増大である。しかし、加熱パワーがある程度高くなると、q=1面内の蓄積エネルギーが飽和する現象が見られた。そこで、ペレット入射プラズマの急峻化した圧力分布に対して、MHD解析を行なった。

報告書

Transport Analysis of OH and NBI Heated Discharges in JT-60

平山 俊雄; 清水 勝宏; 菊池 満; 白井 浩; JT-60チーム

JAERI-M 87-029, 30 Pages, 1987/03

JAERI-M-87-029.pdf:0.87MB

1次元トカマク輸送コ-ドシュミレ-ションによって、JT-60におけるOHおよびNBI加熱プラズマの輸送特性を解析した。OHプラズマにおけるエネルギ-閉じ込め時間のプラズマ密度上昇に併う飽和現象は、イオン系からのエネルギ-損失が支配的となる為であり、イオン熱伝導率が新古典理論の10倍程度あると仮定すると、計算結果は実験結果を良く表現できる。又、プラズマの電気伝導率は、古典的であり、捕捉電子効果は小さい事が示された。NBI加熱に併うエネルギ-閉じ込め時間の劣化は電子熱伝導の増加によるものであり、20MW入射の場合、Heプラズマで4Xe$$^{I}$$$$^{N}$$$$^{T}$$$$^{O}$$$$^{R}$$,Hプラズマ$$tau$$2Xe$$^{I}$$$$^{N}$$$$^{T}$$$$^{O}$$$$^{R}$$実験結果が説明できる。又、ビ-ム粒子のエネルギ-密度を考慮すると、平衡から評価された蓄積エネルギ-とプラズマ密度と温度から評価した蓄積エネルギ-は良い一致を見る事が示された。

報告書

Energy Confinement and Profile Characteristics During the Initial Neutral Beam Heating in JT-60

菊池 満; 平山 俊雄; 清水 勝宏; 谷 啓二; 吉田 英俊; 横溝 英明; 福田 武司; 逆井 章; 小出 芳彦; 杉江 達夫; et al.

JAERI-M 87-008, 25 Pages, 1987/02

JAERI-M-87-008.pdf:0.87MB

JT-60の3ヶ月間(86年8月~10月)の初期NBI加熱実験のエネルギー閉じ込め特性を報告する。プラズマ蓄積エネルギーは、吸収パワ-に対してオフセットをもって線形に増大し、熱化エネルギー増分に対するエネルギー閉じ込め時間 T$$_{E}$$$$^{i}$$$$^{n}$$$$^{c}$$は Ip,Ne によらず60msecで有る。リミタ-放電とダイバータ放電で密度分布の差が観測されたが、電子温度分布は、密度の高い領域で多少ブロードになる以外は大きな差は見られない。

報告書

Particle Control in a Tokamak

仙石 盛夫

JAERI-M 86-036, 13 Pages, 1986/03

JAERI-M-86-036.pdf:0.62MB

DIVA及びDoublet III トカマクにおける不純物制御及び燃料粒子制御に関する研究をまとめた。プラズマ・壁相互作用と、閉じ込め特性の関連性について、不純物及び粒子制御の観点から議論した。粒子制御の例としてDIVAにおける炭素壁による不純物制御により、又 Doublet III における重水素ペレット入射による燃料粒子制御により共にエネルギ-閉じ込め時間が改善される事を示した。

報告書

Confinement Improvement by Particle Fueling Optimization

仙石 盛夫

JAERI-M 86-034, 7 Pages, 1986/03

JAERI-M-86-034.pdf:0.23MB

粒子制御の最適化によるエネルギ-閉じ込め時間の改善の方法が提案される。ペレット入射と断続中性粒子入射加熱の組み合わせにより、プラズマ周辺部での粒子補給量を低減でき、エネルギ-閉じ込め時間が改善された。ペレット入射およびダイバ-タ(あるいはポンプリミタ-)による粒子排気を併用することにより エネルギ-閉じ込め時間の改善が期待される。ペレット入射により、より高い中性子発生率とより低いトリチウムインベントリ-が期待できることも示している。

報告書

IAEA INTOR Workshop Report, Group 1; Energy and Particle Confinement

核融合研究開発推進センター

JAERI-M 8621, 93 Pages, 1980/01

JAERI-M-8621.pdf:1.93MB

INTORプラズマを検討するためのエネルギー・粒子閉じ込めに関するデータベースの評価を行なった。これらの評価は、エネルギー閉じ込め経験則の検討、炉心プラズマの点モデルおよび一次元モデルによる検討、第一壁やダイバータ板への熱・粒子束、不純物の効果、トロイダル磁場リップルのプラズマ性能に及ぼす効果、アルファ粒子の閉じ込め、シンクロトロン放射損失の評価、INTORパラメータに関する考察等を含むものである。

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