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竹永 秀信; 三代 康彦; Bucalossi, J.*; Marty, V.*; 浦野 創; 朝倉 伸幸; 西山 友和; 笹島 唯之; 正木 圭; 神永 敦嗣
Nuclear Fusion, 50(11), p.115003_1 - 115003_10, 2010/11
被引用回数：19 パーセンタイル：58.47(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおいて超音速分子ビーム入射による粒子供給に成功した。パルス入射に対応した主プラズマでの密度上昇が観測された。供給効率は背圧や入射方向(低・高磁場側)に大きく依存しないことを明らかにした。同程度の密度まで到達するために必要な供給量は、ガスパフに比べて小さい。ペレット入射と比較すると、供給位置が浅いにもかかわらずほぼ同じである。時間分解能0.167msの高速カメラで測定した発光分布は、背圧6気圧の方が広がっているが、6気圧と2気圧では同程度の侵入位置を示している。この観測結果は、供給効率の弱い背圧依存性と矛盾しない。発光が示す電離領域の先端は、最初のフレームと2番目のフレームを比べると内側に侵入しており、2番目のフレームではセパラトリックスの直ぐ内側近傍に達している。電離領域は、ビームの大きさから十分に拡大しており、拡大度も2番目のフレームで大きくなっている。この結果は、超音速分子ビームとプラズマの相互作用が、超音速分子ビーム入射による粒子供給分布に大きく影響していることを示している。
竹永 秀信; JT-60チーム
Journal of Nuclear Materials, 390-391, p.869 - 875, 2009/06
被引用回数：11 パーセンタイル：56.57(Materials Science, Multidisciplinary)燃料粒子密度は燃焼プラズマにおいて外部制御可能な数少ない物理量であり、燃焼プラズマの制御手法を開発するためには、粒子制御性の解明が重要である。最初に、密度分布を決定する機構及び密度分布と不純物蓄積との関係を調べた。乱流輸送の指標で規格化した衝突周波数が減少すると密度分布がピークすることが観測され、乱流輸送による内向き対流粒子束が密度分布決定に大きく影響していることを明らかにした。また、逆方向プラズマ回転時に密度分布がピークする傾向が観測されており、ほかのパラメータ依存性も存在する。ピークした密度分布では、炭素蓄積は観測されなかったが、タングステン蓄積が観測された。次に、粒子供給の閉じ込め特性への影響を新たに導入したガスジェット入射装置を用いて明らかにした。ガスジェットにより規格化半径0.8においてイオン温度が急激に減少することが観測され、ペレット入射装置同様ペデスタルより内側へ直接影響を与えている。しかしながら、閉じ込め特性はペレット入射装置と異なり密度が上昇するとともに劣化した。この閉じ込め劣化により、DT核融合反応率の温度依存性を考慮して燃焼プラズマを模擬する実験においては、粒子供給で密度を上げても模擬核融合増倍率は減少した。
三代 康彦; 西山 友和; 神永 敦嗣; 竹永 秀信; 浦野 創; 笹島 唯之; 正木 圭; Bucalossi, J.*; Marty, V.*
no journal, ,
臨界プラズマ試験装置(JT-60U)において、新たな粒子補給方式としてガスジェットシステムを導入した。ガスジェットは、ラバールノズルを用いて超音速ジェット状の中性燃料粒子をプラズマ内部に向けて入射するもので、従来の粒子補給方式であるガスパフとペレット入射との中間の特性を持つ。JT-60Uで導入されたガスジェットシステムは、フランスカダラッシュ研究所Tore Supraにおいて開発され実績のあるものであり、燃焼プラズマにおける粒子制御の共同研究によりJT-60Uへ設置された。ガスの吹き出し口であるノズルヘッドは、JT-60U真空容器内の高磁場側(HFS)と低磁場側(LFS)に設置されている。また、JT-60Uの300
Cに近い真空容器ベーキング温度に耐えられるノズルヘッドシール材の開発をTore Supraと共同で進めた。JT-60U真空容器に直接ガスジェットを入射し供給量の評価を行った結果、HFS側のノズルヘッドにおいては、動作圧力0.4MPaで1パルスあたり1.1Pam
のガス量が得られ、流量に換算すると550Pam/sとなる。動作圧力に対する入射量の変化は、直線的であることがわかった。2007年12月にJT-60Uの実験運転において初めてガスジェットを使用した。実験の結果、ガスジェットによる明らかな密度上昇が観測された。
