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WT-3 トカマクにおける高効率電子加熱

研究課題

研究課題/領域番号 05780356
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 プラズマ理工学
研究機関京都大学

研究代表者

花田 和明  京都大学, 理学部, 教務職員 (30222219)

研究期間 (年度) 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
900千円 (直接経費: 900千円)
1993年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード電子サイクロトロン加熱 / 低域混成波電流駆動 / 熱拡散係数 / トカマク / 電子加熱 / 鋸歯状振動 / MHD振動 / 加熱効率
研究概要

1.WT-3トカマクにおいて、低域混成派電流駆動(LHCD)プラズマ中のバルクプラズマの熱拡散係数xeが、ある低域混成派入射電力を越えると突然に小さくなり、閉じ込めが良くなることがこれまでの計測でわかっている。この時、中心の電子温度はオーミック加熱プラズマに比べて低くなっているが、これはバルクプラズマに注入される電力の減少によるものと考えられる。本研究ではバルクプラズマに直接電力を注入できる電子サイクロトロン加熱(ECH)を用いて電子加熱を行い、閉じ込めの改善と加熱効率の関係を調べた。以下に結果を示す。
(1)リミター位置での安全係数q_L=3.7の場合
オーミック加熱(OH)入射電力よりも小さいLH電力を重畳すると鋸歯状振動の周期が延びる。LH入射電力を増加させると鋸歯状振動は抑制され、m=1の構造を持つMHD振動が現れ、xeはOHプラズマの1/3程度に減少する。さらにLH入射電力を増加させるとMHD振動も抑制される。
OHプラズマにECH電力200kWを注入し、プラズマの中心を加熱するとプラズマ中心での電子温度が0.25-0.3keVから0.4keVまで上昇した。一方、xeが減少し、鋸歯状振動もMHD振動も抑制されたLHCDプラズマにECHを重畳すると中心電子温度は0.2-0.25keVから0.8keVに上昇した。加熱効率(eta=△Te・ne・R/P_<LH>:△Teは電子温度の上昇分、neは電子密度,Rはトーラスの大半径、P_<LH>が低域混成波入射電力)は0.5-0.75(keV・10^<19>/MW)から3.0まで改善された。
リミター位置での安全係数q_L=7.0の場合
OHプラズマ中に鋸歯状振動は存在しないが、LH入射電力があるしきい値を越えるとxeは1/3に減少する。xeの減少していないLHCDプラズマ(入射LH電力は95kW)とxeが減少したLHCDプラズマ(105kW)にそれぞれECHを重畳して電子温度の変化を調べた。xeの減少していないLHCDプラズマの場合は中心電子温度が0.2keVから0.35keVに変化し,xeの減少している場合は0.2keVが0.75keVに上昇した。このことは僅かなLH入射電力の差でxeの値に大きな差が生じ、電子加熱の高効率化が起こっていることを示している。

報告書

(1件)
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (1件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (1件)

  • [文献書誌] K.Hanada: "Heat Flow during Sautooth Collapse in Tokamak Plasmas" J.Phys.Soc.Japan. 63. (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2018-06-07  

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