2005 Fiscal Year Annual Research Report
電子サイクロトロン電流駆動を用いた新古典ティアリングモードの安定化
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17560728
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
長崎 百伸 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教授 (20237506)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水内 亨 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (20135619)
小林 進二 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助手 (70346055)
山本 聡 大阪大学, 大学院工学研究科, 研究員 (70397529)
岸本 泰明 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (10344441)
諌山 明彦 日本原子力研究開発機構, 研究員 (90354597)
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| Keywords | 新古典ティアリングモード / 電子サイクロトロン電流駆動 / トカマク |
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| Research Abstract |
経済性の高い核融合炉を実現するためにはベータ値の高いプラズマを安定に保持する必要がある。ベータ値の高いプラズマではMHD不安定性が発生しやすく、ベータ値の上昇を阻害する要因となっている。特に、新古典テアリング不安定性(Neoclassical Tearing Mode,NTM)はベータ値の低下を引き起こすため、高ベータトカマク装置においてベータ値の上限を決定する要因となっている。このため、NTM発生の物理機構の解明およびその制御手法の確立は、NTMを抑制し安定したプラズマを長時間維持するための核融合プラズマ研究における最重要課題の一つである。電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)は非誘導電流を磁気島に局所的に駆動することができる長所があり、圧力・プラズマ電流分布の最適化手法とともにNTM安定化のために利用されている。本研究では、ECCDを用いてNTMの安定化を行い、高ベータプラズマの生成・保持を試みるとともに、磁気島の発生機構についての解明を行うことを目的としている。本年度は修正ラザフォード方程式を用いてNTMの発展・安定化を調べた。修正ラザフォード方程式には、(1)古典ティアリングパラメタ、(2)ブートストラップ電流、(3)分極電流、(4)Glasser-Green-Jonhson効果、(5)ECCD効果の項がある。本研究では、バックグラウンドの圧力・電流分布に磁気島構造を考慮に入れ、特に古典ティアリングパラメタ、ブートストラップ電流、分極電流によって3/2NTM安定化実験を説明できるかどうかを検証した。フォッカープランクコード及びACCOMEコードによれば、パワー一回通過吸収効率は99%、磁場に平行な屈折率N_<11>は吸収位置において0.5-0.7、トータルEC駆動電流はECパワー3MWのとき約75kAであり、ピーク電流密度は0.3MA/m^2であった。この駆動電流密度値はブートストラップ電流密度に近く、ECCDによってブートストラップ電流の補償をすることができることを意味している。駆動電流密度分布は半値全幅Δr/a=0.06であり、トータルプラズマ電流に比べてEC駆動電流の割合は5%である。早期入射では実時間飽和期入射と異なり磁気島位置が特定できないため、実時間安定化よりもむしろ特定の位置に入射することにより、NTMの成長・発展の反応を探った。
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Research Products
(6 results)
