2014 Fiscal Year Annual Research Report
ＳＴＯＲ－Ｍトカマクの外側垂直磁場コイルと非線形素子によるプラズマ電流延長実験
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24561026
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
御手洗 修 東海大学, 熊本教養教育センター, 教授 (00181925)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | スフェリカルトカマク / CSなし電流立ち上げ / 鉄心トカマク / 非線型飽和 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スフェリカルトカマク実験炉においては中心ソレノイドの設置が困難であり，それなしでプラズマ電流をスタートさせる必要がある．その方法に鉄心を用いる方法を提案し，プラズマ電流スタート実験をカナダ，サスカチュワン大学のSTOR-M鉄心トカマクにおいて行った．
平成２４年度は，同装置において，プラズマよりも外側に設置した垂直磁場コイルによって，中心ソレノイドなしでプラズマ電流をスタートできるとともに，第3コンデンサーバンクにより鉄心が飽和した後もプラズマ電流を維持制御できることを世界で初めて実験的に示した．
平成２５年度：初年度は外側垂直磁場コイルの巻き数が4巻きの場合のみ実験を行ったが，将来のデータベース構築のためにN=6巻きの場合も実験も行った．この場合もCSなしプラズマ電流立ち上げが可能なことを明らかにできた．さらに初年度に製作した第3コンデンサーバンクの充電電圧を上げて，さらなるプラズマ電流増加を図ったが，コンデンサー保護ダイオードの絶縁やサージ電圧のためにトラブルに見舞われ，装置の修理に時間を割いた．
最終年度：2年度目のトラブルを克服すべく，ダイオードに並列にスナバー回路を設置することでトラブルを解決することができた．外側垂直磁場コイルの巻き数がN=4巻きの場合は，より鉄心の飽和度が高い放電を得ることができ，さらにN＝６の場合も鉄心の飽和時のほぼ中間までプラズマ電流を維持できることを示すことができた．総じて巻き数が少ない場合の方が鉄心飽和時の制御は行いやすい傾向にあることが明らかになった．さらに鉄心による本方法はプラズマが垂直方向に安定であることが数値計算によっても明らかとなった．このように3年間で初期に計画していた以上の世界で初めての実験結果を出すことができた．論文は2編がすでに出版され，1編が現在投稿中である．
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