2007 Fiscal Year Annual Research Report
核融合プラズマにおける燃料供給分布と境界構造形成の関係
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17360447
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
竹永 秀信 Japan Atomic Energy Agency, 核融合研究開発部門, 研究主幹 (60354601)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鎌田 裕 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究主幹 (30354567)
波多江 仰紀 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (10343914)
大山 直幸 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究副主幹 (80354596)
神谷 健作 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究職 (60360426)
浦野 創 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門, 研究職 (70391258)
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| Keywords | 燃料供給分布 / 核融合プラズマ境界部 / 自己形成型構造 / 周辺ペデスタル / ガスパフ装置 / ペレット入射装置 / ガスジェット装置 / 閉じ込め特性 |
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| Research Abstract |
本研究課題では、燃料供給分布と核融合プラズマの境界に自己形成される「周辺ペデスタル」の空間構造(空間的広がりと勾配)の関係について明らかにすることを目的としている。新たな燃料供給装置として、超音速ガスをプラズマに噴射することで従来のガスパフ装置とペレット入射装置の中間的な燃料供給分布が得られるガスジェット入射装置を、カダラッシュ研究所(フランス)との協力のもとJT-60Uに導入した。これまで、JT-60U真空容器の300℃ベーキングによるインジェクターヘッド内に設置した真空シール材の劣化が問題となっていた。今年度は、新耐熱シール材の採用、ベーキング中にインジェクターヘッド内のガス圧を高くすることによるシール材への圧力低減、ベーキング温度の若干の低下(〜280℃)により劣化を防ぎ、大型核融合装置において初めてガスジェット入射に成功した。インジェクターヘッド内のガス圧4-6気圧、入射周波数<10Hzにてプラズマへ入射した結果、ガスジェット入射に対応したパルス的な密度の上昇が観測された。高速カメラで測定したガスジェットからの発光位置はセパラトリックスより外側であるが、規格化小半径r/a=0.8程度まで速いイオン温度の低下が観測された。この位置までガスジェットによる直接的な影響があるものと思われる。その内側では、コールドパルスの伝搬がプラズマ中心部まで観測された。周辺ペデスタル構造で決まるペデスタル電子圧力は、密度の上昇とともに温度が低下するため、ほぼ一定で変化しており、高磁場側ペレット入射時に観測された高密度でのペデスタル電子圧力の上昇は観測されなかった。ペデスタルイオン温度も同様に減少している。閉じ込め性能もガスジェットで密度が上昇するにしたがって低下している。今後、ガス圧、入射周波数等についてより広範囲で実験を行い、ペデスタル構造のパラメータ依存性を明らかにする必要がある。
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