高速電子テイルのピッチ角制御によるＥＣＨ方式プラズマ電流立上げの改善

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360411
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 前川 孝 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (20127137)
• 研究分担者: 田中 仁 (90183863) ; 打田 正樹 (90322164)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: ECH/ECCD / 電子バーンスタイン波 / 無誘導磁気面形成 / プラズマ電流立ち上げ

研究概要

実用炉に向けて建設コストの低減が重要課題である。中心ソレノイド（CS）を小型にして低アスペクト比プラズマを実現することはコスト低減の決め手となる。このときプラズマ電流を立上げる手段が必要となるが、プラズマの近傍に構造物を要しないECH/ECCD方式が炉工学的に最適である。正常波の弱磁場側からの入射によるプラズマ電流立ち上げ方法として、斜め入射した正常波の内壁での鏡面反射により生じるＸ波を用いる方式が大型装置で有望であることを理論・実験で示した。加えて、高域混成共鳴層でのモード変換による電子バーンスタイン波を用いる方法も有望であることを小型の低アスペクト比トーラス実験装置で示した。

研究成果

• [雑誌論文] (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Noguchi, M.Hibino, M.Uchida, H.Tanaka, T.Maekawa
  • 雑誌名: Plasma Phys. Control. Fusio 巻: Vol.55 ページ: 125005(12)
  • DOI: 10.1088/0741-3335/55/12/125005
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2012)
  • 著者名/発表者名: F.Watanabe, M.Uchida, H.Tanaka, T.Maekawa
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: Vol.7 ページ: 1202005(3)
  • DOI: 10.1585/pfr.7.1202005
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Maekawa, T.Yoshinaga, M.Uchida, F.Watanabe, H.Tanaka
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: Vol.52 ページ: 083008(19)
  • DOI: 10.1088/0029-5155/52/8/083008
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Kuroda, M.Uchida, H.Tanaka, T.Maekawa
  • 雑誌名: Plasma and Fusion Research 巻: Vol.7 ページ: 1302098(4)
  • DOI: 10.1585/prf.7.1302098
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Uchida, T.Maekawa, H.Tanaka, F. Watanabe, Y. Noguchi, K. Kuroda, S. Omi,T. Fukunaga, R. Hayashi, T. Kanemitsu, J. Katsuma, H. Mizogami
  • 雑誌名: Proc. 24th IAEA Fusion Energy Conf. San Diego ページ: 6-18(総ページ8p)
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Maekawa, T.Yoshinaga, H. Tanaka, M.Uchida, F. Watanabe
  • 雑誌名: Plasma Science and Technology 巻: Vol.13 ページ: 342-346
  • DOI: 10.1088/1009-0630/13/3/13
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Uchida,T.Maekawa,H.Tanaka,S.Ide,Y.Tak ase,F.Watanabe, S.Nishi
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 巻: Vol.51 ページ: 063031(9)
  • DOI: 10.1088/0029-5515/51/6/063031
  • 査読あり
• [学会発表] Non-inductive Current Start-up by Electron Cyclotron Heating and Current Drive in KSTAR (2014)
  • 著者名/発表者名: H.Tanaka, M.Uchida, T.Maekawa, Y-S. Bae, M. Joung, J. H. Jeong
  • 学会等名: 18th Joint Workshop on Electron Cyclotron Emission and Electron Cyclotron Resonance Heating
  • 年月日: 20140422-25
• [学会発表] Noninductive formation of an extremely overdense spherical tokamak by electron Bernstein wave heating and current drive on LATE (2014)
  • 著者名/発表者名: M.Uchida, T.Maekawa, H.Tanaka, Y. Noguchi
  • 学会等名: 18th Joint Workshop on Electron Cyclotron Emission and Electron Cyclotron Resonance Heating
  • 年月日: 20140422-25
• [学会発表] Recent Progress in ECH/ECCD Experiments on LATE (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Maekawa
  • 学会等名: 9th Asian Plasma and Fusion Association Conference
  • 発表場所: Hotel Hilton, Gyeongju City, Korea
  • 年月日: 20131105-08
• [学会発表] CS-less Tokamak Start-up by ECH/ECCD in KSTAR (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Tanaka
  • 学会等名: 9th Asian Plasma and Fusion Association Conference
  • 発表場所: Hotel Hilton, Gyeongju City, Korea
  • 年月日: 20131105-08
• [学会発表] プラズマ波動とモード変換の物理 (2013)
  • 著者名/発表者名: 前川孝
  • 学会等名: 日本物理学会秋の大会
  • 発表場所: 徳島大学工学部
  • 年月日: 20130925-28
• [学会発表] Fast magnetic activity accompanied with plasma ejection across last closed flux surface in an EC started up plasma in the LATE device (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Maekawa, R.Hayashi, F.Watanabe, H.Tanaka, M.Uchida
  • 学会等名: 17th International Spherical Torus Workshop
  • 発表場所: York Plasma Institute, York, UK
  • 年月日: 20130916-19
• [学会発表] 磁場を横切る両極性電位 : トロイダルECRプラズマにおける流れの調整役 (2012)
  • 著者名/発表者名: 前川孝, 黒田賢剛
  • 学会等名: プラズマ核融合学会
  • 発表場所: クローバープラザ(福岡県春日市)
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] Initiation of closed flux surfaces and subsequent current ramp-up by ECH/ECCD in the LATE device (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Tanaka, T.Maekawa, M.Uchida, F. Watanabe, Y. Noguchi
  • 学会等名: The 8th International Workshop "Strong Microwaves and Terahertz Waves : Sources and Applications"
  • 発表場所: Nizhny Novgorod, Russia
  • 年月日: 20110709-16
• [学会発表] Formation of spherical tokamak at ～10 times the plasma cutoff density by electron Bernstein wave in the LATE device (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Uchida, T.Maekawa, H.Tanaka, F. Watanabe, Y.Noguchi
  • 学会等名: 36th EPS Conference on Plasma Physics
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 20110627-01
• [学会発表] Production of High Energy Tail Electrons by Electron Bernstein Waves during the Current Start-up Discharges in the LATE Device (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Tanaka, M.Uchida, F.Watanabe, Y. Noguchi and T.Maekawa
  • 学会等名: 19th Topical Conference on Radio Frequency Power in Plasmas
  • 発表場所: Newport, Rhode Island, USA
  • 年月日: 20110601-03
• [学会発表] LATE での遮断密度の10 倍の電子密度領域での 球状トカマク形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 打田正 樹,田中仁, 前川孝, 他10名
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 金沢市石川県立音楽堂
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] 磁場を横切る高速通過電子群による初期磁気面形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前川孝, 田中仁, 打田正樹, 渡辺文武, 吉永智一
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 金沢市石川県立音楽堂
  • 年月日: 2011-11-22
• [備考] Title: Electron cyclotron wave can startup tokamak
  • URL: http://iopscience.iop.org/0029-5515/labtalk-article/46687