軟X線CTによるECH球状トカマクプラズマの観測

Research Project

Project/Area Number	15760622
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Nuclear fusion studies
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	打田正樹京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (90322164)
Project Period (FY)	2003 – 2004
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000) Fiscal Year 2004: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000) Fiscal Year 2003: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords	軟X線CT / 球状トカマク / 電子サイクロトロン加熱 / 非誘導電流駆動 / 球状トカマクプラズマ / 無誘導電流駆動
Research Abstract	昨年度製作した軟X線CTシステムを用いて、LATE球状トカマク装置でのECHによる中心ソレノイド無し球状トカマクプラズマ立上げ実験の観測を行った。 (1)ECH球状トカマクの観測:LATE装置では、2.45GHz,30kWのマイクロ波を用いた2秒放電において、電子サイクロトロン加熱(ECH)により、プラズマ電流をゼロから立上げ、垂直磁場をゆっくりとランプすることで、平衡を保ちながらIp=7.2kAまでランプすることに成功した。電流増加と共に軟X線信号、硬X線信号が増大し、高速電子生成が示唆された。軟X線信号分布の中心は、磁気解析による電流中心と一致して第二高調波共鳴層付近に位置し、電子密度がプラズマ遮断密度の3倍になっていることと併せて、電子バーンスタイン波による第二高調波共鳴加熱を示唆した。また磁気解析から推定される電流分布は最外殻磁気面よりも外側まで存在していたが、軟X線信号分布も磁気計測に一致した分布を示し、最外殻磁気面よりも外側での電流の存在を示唆した。周回高速電子の弱磁場側への軌道シフト、もしくは再外殻磁気面外でのプリセッション電流などが考えられる。また、磁気解析から高いポロイダルベータ値(βp〜1)が推定され、上記観測結果と併せて、高速電子テイルによる高Pp平衡にあると推測された。 (2)CTコードの検討:トロイダル磁場に定常垂直磁場を印加した下でECHを行うと、自発的にプラズマ電流が発生し、閉じた磁気面をもったトカマク平衡にまで至る。この様なオープンな磁気形状から閉じた磁気面形成に至る過程において軟X線2次元発光像を調べるため、楕円境界を仮定するフーリエベッセル法とは異なる、境界を仮定しないCTコードを試験的に作成した。真空容器内を15x30程度のメッシュに区切り、各20chの計測データをスプライン補完で仮想的にデータ数を増加させて、最小二乗法で発光分布を求めた。CCDによる可視光画像や磁気計測などの他の計測と併せて評価し、最適なコードの検討を進めている。