電子サイクロトロン加熱による超伝導トカマク起動法の開発

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H01062
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 打田 正樹 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (90322164)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 仁 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (90183863)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 無誘導トカマク起動 / 超電導トカマク / 電子サイクロトロン加熱 / 高速電子

Outline of Annual Research Achievements

EC加熱によるトカマク起動において、磁気面形成時に主要な電流駆動源となる磁場を横切る通過軌道電子（cross field passing electron, CFP電子）の閉じ込めを通常アスペクト比装置において改善する手法を開発するため、低アスペクト比装置LATEを通常アスペクト比と同等の条件とするための真空容器改造を行った。LATE装置が設置されている建屋の改修工事が行われることとなったため、研究室の一時移転、LATE装置の解体、一時保管先への搬出を行った。具体的な項目は以下の通りである。

1) LATE真空容器内において、上下方向のプラズマ生成領域を制限する可動式プレートの設計を行った。さらに、取り付けのためのLATE装置本体の改造について検討した。高速電子の損失量の分布を測定するために、プレートを8分割して熱流計測を行う仕様とした。
2) 可動式プレートを設置するためのLATE装置本体の改造を行った。LATE装置本体上部および下部に設置のための取付台座の溶接、タップ穴加工等を行った。また、磁気プローブや反磁性ループ設置のためのポート追加を行った。LATE装置を設置している建屋改修が行われることとなったため、LATE装置を解体した上で上記改造を行った。
3) 2.45GHz, 20kWマグネトロンシステムの整備（20kWマグネトロン管の修理、および電源の調整等）について、製造中止となった20kWマグネトロン管の代わりに、15kWマグネトロン管を用いたシステムへと変更するための検討を行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

LATE装置が設置されている建屋の改修工事が行われたため、LATE装置を解体し、移動・保管（1年間）することとなったため。

Strategy for Future Research Activity

建屋の完成後、速やかにLATE装置の再組み立てを行うとともに、実験準備を整えて、実験を開始する。

Research Products

• [Journal Article] Homodyne interferometry using a phase rotator for calibration of sine?cosine phase detection of a 70?GHz probe beam through a plasma (2021)
  • Author(s): Nozawa Y.、Uchida M.、Igami H.、Kajita R.、Tanaka H.、Maekawa T.
  • Journal Title: Review of Scientific Instruments Volume: 92 Pages: 083501～083501
  • DOI: 10.1063/5.0049771
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ELECTRON BEAM INJECTION TO NON-INDUCTIVELY-PRODUCED SPHERICAL TOKAMAK PLASMAS BY ELECTRON BERNSTEIN WAVE IN LATE (2021)
  • Author(s): H. TANAKA, T. KUZUMA, R. ASHIDA, R. KAJITA, T. NAGAEKI, T. NAKAI, S. MATSUI, S. YAMAGATA, R. NAKAI, X. GUO, Y. NOZAWA, M. UCHIDA, T. MAEKAWA
  • Journal Title: Proc. 28th IAEA Fusion Energy Conference, 2020, IAEA-CN-123/759 Volume: IAEA-CN-123 Pages: EX P7~18
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 球状トカマク装置LATEにおけるプラズマ電流分布推定のための 磁気計測システム (2021)
  • Author(s): 打田 正樹、尾崎 祥平、大高 航、濱口 睦宏、出田 雄己、吉岡 慎太郎、 郭 星宇、梶田 竜助、田中 仁、前川 孝
  • Organizer: プラズマ核融合学会
• [Presentation] LATE 装置におけるモード変換とEBW 検証のための2 次元波動パターン測定 (2021)
  • Author(s): 郭星宇，梶田竜助，出田雄己，吉岡慎太郎，大高航，尾崎祥平，浜口睦宏，打田正樹，田中仁， 前川孝
  • Organizer: プラズマ核融合学会
• [Presentation] LATE 装置におけるマイクロ波球状トカマクプラズマの軟X 線CT 計測 (2021)
  • Author(s): 出田雄己、打田正樹、梶田竜助、郭星宇、 吉岡慎太郎，大高航、尾崎祥平、浜口睦宏、田中仁
  • Organizer: プラズマ核融合学会
• [Presentation] LATE におけるECH による球状トカマク立ち上げ時の 間欠的噴出現象のメカニズム (2021)
  • Author(s): 梶田竜助，出田雄己，吉岡慎太郎，郭星宇，大高航，尾崎祥平，浜口睦宏，打田正樹，田中仁
  • Organizer: プラズマ核融合学会
• [Presentation] LATE での重イオンビームプローブによるマイクロ波球状トカマクプラズマの 空間電位変動の計測 (2021)
  • Author(s): 吉岡慎太郎，梶田竜助、大高航、出田雄己、尾崎祥平、浜口睦宏、郭星宇、打田正樹、田中仁
  • Organizer: プラズマ核融合学会
• [Presentation] ELECTRON BEAM INJECTION TO NON-INDUCTIVELY-PRODUCED SPHERICAL TOKAMAK PLASMAS BY ELECTRON BERNSTEIN WAVE IN LATE (2021)
  • Author(s): H. TANAKA, T. KUZUMA, R. ASHIDA, R. KAJITA, T. NAGAEKI, T. NAKAI, S. MATSUI, S. YAMAGATA, R. NAKAI, X. GUO, Y. NOZAWA, M. UCHIDA, T. MAEKAWA
  • Organizer: IAEA FEC 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 打田正樹、田中仁、前川孝 (2021)
  • Author(s): LATE装置
  • Organizer: 先進トカマク開発のための実験研究