ペレット開発とプラズマ計測

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11210207
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 須藤 滋 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (50142302)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): BYRON Peterson 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (00280595) ; 佐藤 國憲 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (70126861)
• Keywords: 粒子輸送計測 / 極低温ペレット / トレーサー粒子 / LHDプラズマ / TECPEL / 水素固体

Research Abstract

トレーサー内蔵計測用極低温ペレット生成装置の開発を前年度に引き続き行い、本年度は特にトレーサー内蔵計測用極低温ペレット生成装置の予備作成と動作特性試験を行なった。テストのため、コアはSUSのボールで直径0.2mmφ、コアを蓄えておくロッド部であるコアストレージは50個の容量がある。水素ペレットの直径3.0mmφの条件で、1サイクルのプロセスの所要時間は100秒程度であった。3シリーズの実験を実施して、コア充填成功率は88-95%であり、ペレット速さは0.9-1.2km/sの範囲であった。コアを中央部に置き、水素ガスを導入して水素ペレットが生成される様子を直接CCDカメラにより観測した結果、トレーサー粒子の周りに水素固体が生成され(厳密には水素液体のフェーズがある)、さらにトレーサー粒子の支持細線が引き抜かれる時にトレーサー粒子が残るプロセスがリアルタイムで観測できた。特に、水素固体から支持細線が引き抜かれる時に発生する摩擦熱により一時的に且つ局所的にガスが発生するのをリアルタイムで観測することができ、これは予期せぬ発見であった。プロセス全体として、トレーサー内蔵ペレット製造工程がリアルタイムで完全に可視化され、しかも、原理通りに動作することが確認されたことは今年度の大きな成果である。
これらを受けて、冷凍機内蔵型にしてメンテナンスの負荷を減らすために、振動対策などをクリアできれば、冷凍機内蔵型での本格設計に入る準備ができた。現在設置されているトレーサー内蔵常温ペレット生成・射出装置との整合性の取れた設計を進める条件が整った。

Research Products

• [Publications] S.Sudo: "Overview of Large Helical Device Diagnostics"Review of Scientific Instruments. 72巻1号. 483-491 (2001)
• [Publications] I.Viniar and S.Sudo: "Pneumatic repetitive injector with a porous pellet generator for steady-state plasma fueling"Review of Scientific Instruments. 71巻2号. 399-402 (2000)