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論文

Spectroscopic study of hydrogen particle behavior in attached and detached divertor plasmas of JT-60U

久保博孝; 竹永秀信; 澤田圭司*; 仲野友英; 小林進二*; 東島智; 朝倉伸幸; 清水勝宏

Journal of Nuclear Materials, 337-339, p.161 - 165, 2005/03

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2004.09.039

被引用回数：16 パーセンタイル：71.01(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合研究では、ダイバータプラズマ中の水素粒子(水素分子,原子,イオン)の挙動の理解がダイバータを用いた粒子熱制御を確立するうえで必要である。JT-60Uでは、接触及び非接触ダイバータプラズマにおける水素粒子挙動を理解するために、水素原子のバルマー線及び水素分子のFulcher線を観測し、水素分子を考慮した衝突放射モデルと中性粒子輸送コードを用いて解析した。H線の強度測定から、MARFE発生時の非接触ダイバータプラズマでは、水素イオン-電子再結合によって失われるイオン束は、内側ダイバータではダイバータ板に到達するイオン束の約1倍、外側ダイバータでは約0.5倍であると評価された。また、水素分子線強度は接触ダイバータプラズマではダイバータ板から離れるにつれて約1cmの減衰長で小さくなるが、非接触ダイバータプラズマでは減衰長は約4cmであり、非接触ダイバータプラズマでは水素分子がダイバータ領域に深く侵入することが観測された。接触ダイバータプラズマに対しては、観測された水素分子線強度分布は水素分子の衝突放射モデルを用いた中性粒子輸送コードによって再現できた。

報告書

JT-60Uにおけるダイバータ・リサイクリングのデータベース作成と解析

滝塚知典; 荒川和也*; 清水勝宏; 林伸彦; 朝倉伸幸

JAERI-Research 2003-010, 57 Pages, 2003/05

JAERI-Research-2003-010.pdf:4.59MB

JT-60Uプラズマにおけるダイバータ・リサイクリングに関するデータベースを作成した。このデータベースにより、電子密度や加熱パワー等の主プラズマパラメータに対するプラズマ中の中性粒子フラックスやダイバータ板へのイオンフラックスの挙動を調べることができる。データベース解析の結果、リサイクリングで増幅されるダイバータ板イオンフラックスは、電子密度の増加に対し非線形的に増加する。この密度に対する平均的依存性からの広がりは非常に大きく、その主原因は、ダイバータ板・第一壁の状態を含むダイバータプラズマの複雑な物理特性に基づいているが、加熱パワーにはほとんど無関係である。低密度時の低リサイクリング・ダイバータプラズマから高密度時の高リサイクリング・ダイバータプラズマへの遷移が分岐的に生じることが確認できた。その遷移密度は加熱パワーのほぼ1/4乗に比例している。

論文

Spatial variation of D line spectral profile and emission process in the divertor region of JT-60U

熊谷晃*; 久保博孝; 竹永秀信; 鈴木慎悟; 清水勝宏; 朝倉伸幸; 嶋田道也

Plasma Physics and Controlled Fusion, 42(5), p.529 - 543, 2000/05

https://doi.org/10.1088/0741-3335/42/5/304

被引用回数：13 パーセンタイル：39.19(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uのダイバータ領域から放射されるD線のスペクトラルプロファイルの空間的変化を高分解能可視分光器を用いて測定し、中性粒子輸送コードを用いて解析した。その結果、D線の放射は、ダイバータ板付近ではおもに重水素分子及び分子イオンが解離励起することに起因し、一方ダイバータの上流では解離によって生成された重水素原子の電子衝突励起に起因することを明らかにした。また、上流ではダイバータ板での反射及び荷電交換によって生成された重水素原子の電子衝突励起に起因する放射成分も増加し、そのためにD線のスペクトラルプロファイルが広くなることがわかった。さらに、プラズマ条件(ELMyHモード、比接触ダイバータ、MARFE)によるD線のスペクトラルプロファイルの変化を初めて系統的に調べた。

論文

JT-60UのW型ダイバータにおける中性粒子と不純物挙動のシミュレーション

清水勝宏; 滝塚知典; 細金延幸

プラズマ・核融合学会誌, 71(12), p.1227 - 1237, 1995/12

http://ci.nii.ac.jp/naid/110003827348

閉じ込め性能と両立する低温高密度ダイバータ・プラズマを実現するため、JT-60Uにおいて、現在のオープン型から、W型のダイバータに改造する計画がすすめられている。新しいダイバータ配位における中性粒子と不純物の挙動について解析した。中性粒子の輸送解析で、密度制御に必要な粒子排気が可能なこと、中性粒子の主プラズマへの流入量がオープン型に比べて半分程度にまで下げられることが明らかになった。不純物に関しては、オープン型では、プライベイトの壁から発生するメタンが、X点近くの放射損失を増大させることが以前の解析で示されていた。W型にすることで、こうした炭素不純物の上流のSOLへの混入が、ドームによって抑えられることが明らかになった。更に、放射損失の温度依存性が、オープン型とは逆に、W型の場合安定(温度が低くなれば、放射損失が減少)であることが明らかになった。

論文

Low-energy neutral particle analysis by a time-of-flight method on JFT-2M

三浦幸俊; 岡野文範

Review of Scientific Instruments, 61(11), p.3581 - 3585, 1990/11

https://doi.org/10.1063/1.1141574

被引用回数：12 パーセンタイル：75.39(Instruments & Instrumentation)

JFT-2Mプラズマから放射されるエネルギー範囲1000eV/AMU以下の荷電交換原子のエネルギースペクトルの測定に飛行時間法(TOF)を適用した。その結果、荷電交換中性粒子のエネルギー分布を2ms間隔で測定することができた。L/H遷移でエネルギースペクトルは(2~6)ms以下で変化することがわかった。平均エネルギーはH遷移により100eV増加し、この値はECE測定による周辺電子温度上昇と同様である。粒子束は、H/D信号と同様な変化をする。H遷移により400eV以下の粒子束は減少するが500eV以上の粒子束は少し増加する。Lモード中の粒子束(200eV)はHモード中の粒子束の2倍多いことがわかった。

論文

Vectorization of the Monte Carlo program DICON

徳永康男*; 栗田豊*; 杉原哲哉*; 一木繁之*; 斎藤誠次*

Comput.Phys.Commun., 38, p.15 - 26, 1985/00

https://doi.org/10.1016/0010-4655(85)90041-4

被引用回数：4 パーセンタイル：46.20(Computer Science, Interdisciplinary Applications)

複雑な構成を持つモンテカルロプログラムのベクトル化を行なった。本プログラムはトカマク型核融合炉のダイバータチェンバ内における中性粒子の挙動を解析する為のものである。FACOM VP-100によるプログラム実行速度はベクトル化により2倍以上改善された。これは複雑なモンテカルロプログラムとしては満足すべき結果である。本論分ではモンテカルロ計算に特有の問題である粒子数の減少を避ける為の方法を提案し解説を行なっている。

論文

Application of silicon surface barrier detector for fast neutral particles

三浦幸俊; 竹内浩; 小原祥裕; 小長井主悦*; 木村博信*

Review of Scientific Instruments, 50(5), p.1111 - 1113, 1985/00

現在、プラズマ診断に一般的に用いられている中性粒子エネルギー分析装置は、多チャンネルで大型の分析器であり、プラズマ実験装置へのアクセスがかなり制限されている。そこで表面障壁型シリコン検出器(SSD)を用いた、小型1チャンネルでエネルギー分析ができる中性粒子分析装置の設計、検討を行った。また、検出器の有効性を確認するために、JT-60、NBI原型ユニットのプロトン比測定によりテストした。結果は、分光測定と良い一致を示し、また、エネルギー分解能が40KeVで約12%であり、粒子のエネルギーと、パルス波高の直線的関係が、16KeVから100KeVまで確認された。この小型中性粒子分析装置の設計、検討と、SSDについて発表する予定である。

論文

Analysis of pumping requirement for exhausting duct in close vicinity of divertor in tokamak reactor

斉藤誠次*; 杉原正芳; 藤沢登; 阿部哲也; 上田孝寿*

Nucl.Technol./Fusion, 4, p.498 - 507, 1983/00

核融合炉のダイバータ室内における中性粒子の挙動を解析し、ヘリウム排気に必要な排気速度を評価するために、モンテカルロ法により中性粒子の密度分布および温度分布を計算するプログラムを開発した。特に、排気ダクト内の中性粒子の挙動を合わせて解析できるプログラム構成とし、排気ダクトに流入する高温の中性粒子が排気効率に及ぼす影響を詳細に解析した。INTORを対象とした数値計算では、ダイバータ内のスクレイプオフプラズマの密度が10 $^{1}$ $^{3}$ /cm $^{3}$ を超えると、必要排気速度は10 $^{4}$ l/S以下と極めて低くできる可能性を示した。