WT-3 トカマクにおける高効率電子加熱

WT-3 托卡马克中的高效电子加热

• 批准号: 05780356
• 负责人: 花田 和明
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05780356/
• 关键词: 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

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。

1。先前的测量结果表明，在WT-3 Tokamak中，低频混合电流驱动（LHCD）等离子体中的散装血浆的热扩散系数XE突然超过某些低频混合入射力时突然降低。目前，中央电子温度低于欧姆热等离子体的温度，这被认为是由于注入大量等离子体的功率降低所致。在这项研究中，使用电子回旋加热（ECH）进行电子加热，该热量可以直接注入大量血浆，并研究了改善的限制与加热效率之间的关系。结果如下所示。 （1）当安全系数Q_L在限制位置的3.7时，叠加的LH功率小于欧姆加热的入射功率（OH）将增加锯齿振动的周期。 LH入射功率增加抑制锯齿振动，并且出现M = 1结构的MHD振动，XE降低到OH血浆的约1/3。此外，增加LH入射功率还抑制了MHD振动。当将200 kW的ECH功率注入OH血浆并加热血浆中心时，血浆中心的电子温度从0.25-0.3keV上升到0.4keV。另一方面，当将ECH叠加在LHCD血浆上时，该血浆减少了XE并抑制了锯齿振动和MHD振动时，中央电子温度从0.2-0.25keV上升到0.8keV。加热效率（ETA = te te te te te r/p_ <lh>：△TE是电子温度的升高，NE是电子密度，R是圆环的多数半径，而P_ <lh>是低频率杂交波动的功率）已从0.5-0.75（Kev v tov）（kev f to fove fove）提高。当安全系数q_l = 7.0处的限制位置时，OH血浆中没有锯齿振动，但是当LH入射功率超过一定阈值时，XE降低至1/3。通过在LHCD血浆上叠加ECH，XE（ID IND XE的INDEN LH功率为95kW）和LHCD等离子体分别没有降低XE（105kW），从而检查了电子温度的变化。在LHCD血浆而不降低XE的情况下，中央电子温度从0.2keV变为0.35keV，当Xe降低时，0.2keV增加到0.75keV。这表明由于LH入射功率略有差异，导致电子加热效率很高，因此XE值的差异很大。

项目成果

K.Hanada: "Heat Flow during Sautooth Collapse in Tokamak Plasmas" J.Phys.Soc.Japan. 63. (1994)

K.Hanada：“托卡马克等离子体中 Sautooth 塌陷期间的热流”J.Phys.Soc.Japan。