軟X線CTによるECH球状トカマクプラズマの観測

利用软X射线CT观察ECH球形托卡马克等离子体

基本信息

批准号：
15760622
负责人：
打田正樹
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度製作した軟X線CTシステムを用いて、LATE球状トカマク装置でのECHによる中心ソレノイド無し球状トカマクプラズマ立上げ実験の観測を行った。(1)ECH球状トカマクの観測:LATE装置では、2.45GHz,30kWのマイクロ波を用いた2秒放電において、電子サイクロトロン加熱(ECH)により、プラズマ電流をゼロから立上げ、垂直磁場をゆっくりとランプすることで、平衡を保ちながらIp=7.2kAまでランプすることに成功した。電流増加と共に軟X線信号、硬X線信号が増大し、高速電子生成が示唆された。軟X線信号分布の中心は、磁気解析による電流中心と一致して第二高調波共鳴層付近に位置し、電子密度がプラズマ遮断密度の3倍になっていることと併せて、電子バーンスタイン波による第二高調波共鳴加熱を示唆した。また磁気解析から推定される電流分布は最外殻磁気面よりも外側まで存在していたが、軟X線信号分布も磁気計測に一致した分布を示し、最外殻磁気面よりも外側での電流の存在を示唆した。周回高速電子の弱磁場側への軌道シフト、もしくは再外殻磁気面外でのプリセッション電流などが考えられる。また、磁気解析から高いポロイダルベータ値(βp〜1)が推定され、上記観測結果と併せて、高速電子テイルによる高Pp平衡にあると推測された。(2)CTコードの検討:トロイダル磁場に定常垂直磁場を印加した下でECHを行うと、自発的にプラズマ電流が発生し、閉じた磁気面をもったトカマク平衡にまで至る。この様なオープンな磁気形状から閉じた磁気面形成に至る過程において軟X線2次元発光像を調べるため、楕円境界を仮定するフーリエベッセル法とは異なる、境界を仮定しないCTコードを試験的に作成した。真空容器内を15x30程度のメッシュに区切り、各20chの計測データをスプライン補完で仮想的にデータ数を増加させて、最小二乗法で発光分布を求めた。CCDによる可視光画像や磁気計測などの他の計測と併せて評価し、最適なコードの検討を進めている。

利用去年建造的软X射线CT系统，我们在LATE球形托卡马克装置中观察到了使用ECH的没有中央螺线管的球形托卡马克等离子体启动实验。 (1) ECH球形托卡马克的观测：在LATE装置中，使用2.45 GHz、30 kW微波在2秒放电中通过电子回旋加热(ECH)将等离子体电流从零升高，并且垂直磁场缓慢倾斜通过这样做，我们成功地在保持平衡的同时提升至 Ip=7.2kA。随着电流增加，软和硬X射线信号增加，表明高速电子产生。软X射线信号分布的中心位于二次谐波谐振层附近，与磁分析确定的电流中心重合，并且电子密度是波的二次谐波谐振加热的三倍。此外，磁分析估计的电流分布存在于最外磁表面之外，但软X射线信号分布也显示出与磁测量一致的分布，这表明电流的存在。可能的原因包括高速轨道电子向较弱磁场的轨道移动，或外磁平面外的进动电流。此外，通过磁分析估计出高极向β值（βp~1），并结合上述观察结果，推断由于快电子尾而存在高Pp平衡。 (2) CT码检查：当在环形磁场上施加稳定的垂直磁场时进行ECH时，会自发产生等离子体电流，导致托卡马克与闭合磁面达到平衡。为了检查从这样的开放磁性形状到形成闭合磁性表面的过程中的软X射线二维发射图像，我们测试了不假设边界的CT代码，这与傅立叶贝塞尔方法不同假设创建了椭圆形边界。将真空室内部划分为约15×30的网格，对每20个通道的测量数据使用样条插值来虚拟地增加数据点的数量，并使用最小二乘法确定发光分布。我们正在结合其他测量（例如 CCD 可见光图像和磁测量）对此进行评估，并正在努力寻找最佳代码。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Formation of ST Plasmas by ECH on LATE

DOI：
10.1088/1009-0630/6/4/003
发表时间：
2004-08
期刊：
Plasma Science and Technology
影响因子：
1.7
作者：
M. Uchida;T. Maekawa;Hitoshi Tanaka;H. Igami;T. Yoshinaga;K. Katsuura;M. Konno
通讯作者：
M. Uchida;T. Maekawa;Hitoshi Tanaka;H. Igami;T. Yoshinaga;K. Katsuura;M. Konno

M.Uchida, T.Yoshinaga, K.Katuura, et al.: "Start-Up of Spherical Torus by ECH without Central Solenoid in the LATE device"J.Plasma Fusion Res.. Vol.80. No.2. 83 (2004)

M.Uchida、T.Yoshinaga、K.Katuura 等人：“在 LATE 装置中通过 ECH 启动球形环面，无需中央螺线管”J.Plasma Fusion Res.. Vol.80。