サイズ連続可変ペレット入射法の開発とプラズマへの入射研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452397
• Research Institution: Naitonal Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 佐藤 浩之助 核融合科学研究所, 教授 (80023737)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小越 澄雄 東京理科大学, 理工学部, 助教授 (60134459) ; 安藤 晃 核融合科学研究所, 助手 (90182998) ; 染 栄慶 核融合科学研究所, 助手 (90249970)
• Keywords: ペレット入射 / サイズ可変入射 / トーラスプラズマ

Research Abstract

ペレットの摂動的入射によるプラズマの応答特性に関する詳細な研究や、プラズマ閉じ込め機構の解明、さらに輸送係数の導出などに道を開く、連続的サイズ可変法は、その制御性の困難さのために、これまで世界的にもほとんど行われてこなかった。本研究は、これらの研究を目指して、連続的ペレットサイズ可変法に関する開発研究を進めてきた。
ペレットサイズを連続的に可変にする方法として、極低温の固体水素(重水素)製氷部における、長さ制限ロッド方式(Length Limiting Rod方式)を考案し、実験を進めてきた。この方式ではペレット生成時期に長さ制限ロッドの位置を微調整し、これにより、shot by shotで連続的な長さ可変性を実現するものであり、生成法としては確実なものと考えられていたが、射出段階において長さ制限ロッドを引き抜きディスクを回転する際、水素ガスの圧力あるいは長さ制限ロッド(金属)とペレットとの親和力によって、水素ガス導入管内の固体水素が設定以上に導入されてしまうことが判明した。これらの困難な問題点を克服するため、
(1)長さ制限ロッド引き抜き前の水素ガス減圧、
(2)長さ制限ロッド材質および表面状態の最適化〔各種金属・テフロン、各種研磨など〕、
(3)水素ガス導入管のペレット生成ディスク直前の形状の工夫、
などを行ってきた。これらにより、特性はある程度改善されはしたものの、精度および再現性が不十分であったため、さらに
(4)ペレット生成ディスクの回転制御の工夫、
を施した。この結果、設定サイズに対する実際の生成射出サイズの特性(一致率)が大幅に改善され、再現性も飛躍的に向上した。現状の特性は、サイズ一致精度=±0.1mm,射出率〜100%であり、実際の実験に対し十分適用し得るものになったと考えられる。

Research Products

• [Publications] H.Sakakita: "Pellet Ablation and Cloud Flow Charactoristics in the JIPP T-IIU Plasma with the Injection-Angle Controllable System" Proc.of 21th European Cont.on Controlled Fusion and Plasma Phyeics. 1. 310-313 (1994)
• [Publications] K.N.Sato: "Interaction of an Ice Pellet and a Toroidal Plasma in the JIPP T-IIU Tokamak with the Injection-Amgle Controllable System" 1994 Intornational Conference on Plasma Phyeics. 1. 93-96 (1994)