高速電子によるヌル点を用いないプラズマ電流立ち上げの研究

不使用零点的高速电子等离子体电流启动研究

• 批准号: 21656234
• 负责人: 花田 和明
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656234/
• 关键词: ヌル点; 高速電子; プラズマ電流立ち上げ; 閉磁気面形成; 核融合; 電流立ち上げ; 電子サイクロトロン加熱

平成22年度の実験により高周波のみでの25kAのプラズマ電流達成と数十秒秒間のプラズマ電流維持が実現できた。また、ダイバータコイルとセンタースタックコイルとの併用によりダイバータ配位の形成に成功した。閉磁気面形成に関しては4～5kAのプラズマに大半径外側から電子の軌道を遮るような遮蔽板を設置した可動プローブを挿入し高速電子による電子電流が流れ込む状況と流れ込まない状況での浮遊電位の差の測定を行った。高速電子が流れ込む状況では浮遊電位がバルクの電子温度から想定される電位(～-10V)よりも十分にマイナス側(-300～-400V)に振れることが閉磁気面形成時に観測された。プローブの先端は回転するように製作されているため、高速電子の流れ込む方向を測定したところほとんど水平面方向であることがわかった。このような方向から飛来する電子の軌道を計算したところ電子サイクロトロン共鳴の第2高調波共鳴層近傍で生成された捕捉電子の可能性が高く、このような捕捉電子は歳差運動とトロイダル磁場の勾配により有意な電流を流すことが期待できることがわかった。この捕捉電子は閉磁気面の低磁場側の開磁気面で捕捉されており、ヌル点のない開磁気面で電流が高速電子により駆動される可能性を証明することができた。この電流がヌル点のない電流立ち上げに寄与するためには高速電子の担う電流量を測定する必要がある。浮遊電位は電子電流とイオン電流がバランスする電位なので2次電子放出や熱電子放出、大きな負の電位形成に伴うシースの拡大を考慮した計算モデルを構築し、測定結果の解析を行うことで高速電子の担う電流量の絶対値が算出できると考えている。

2010年的实验使我们仅在高频下实现了25KA的等离子体电流，并保持血浆电流几十秒。此外，通过使用分流器线圈和中心堆栈线圈一起成功形成了分流器的协调。关于封闭磁体的形成，将安装的屏蔽板的可移动探针插入到4至5 ka的等离子体中，将电子轨道插入4至5 ka的等离子体中，当由高速电子引起的电子电流引起的电子电流时，浮动电势之间的差异是在流动和流动流动时测量的。在形成闭合磁表面时，观察到，在高速电子流入的情况下，浮动电势波动足够向负面（-300至-400 V），而不是从散装电子温度到预期电位（〜-10 V）。由于测量高速电子流动的方向时，探针的尖端是旋转的，因此发现它几乎在水平方向上。计算了从该方向飞行的电子轨道，发现被困的电子是在电子环状共振的第二个谐波谐振层附近产生的，并且可以预期，由于动力和环形磁场的梯度，这种被困的电子可以通过明显的电流。捕获的电子是由封闭磁体表面低场侧的开放磁表面捕获的，并且已证明电流可以由开放式磁性表面上的高速电子驱动，而无需空点。为了使该电流在没有空点的情况下导致电流上升，有必要测量高速电子携带的电流量。由于浮动电势是平衡电子电流和离子电流的潜力，因此我们认为，通过构建一个计算模型，该模型考虑了由于形成较大的负负电位而导致的鞘膨胀，我们可以计算高速电子携带的电流的绝对值。

项目成果

Non-inductive current drive experiments towards steady state operation on QUEST

QUEST 上稳态运行的无感电流驱动实验

• 发表时间: 2010
• 期刊: Proc.6th International Atomic Energy Agency Technical Meeting on Steady State Operation of Magnetic Fusion Devices
• 作者: K.Hanada;et al
• 通讯作者: et al

Recent experiments and future collaborations on QUEST

QUEST 的最新实验和未来合作

• 发表时间: 2011
• 作者: M.Ishiguro;K.Hanada;et al.;S.Nagata;花田和明;B.Tsuchiya;K.Hanada
• 通讯作者: K.Hanada

Recent experiments towards steady state operation of spherical tokamak, QUEST.

最近的球形托卡马克稳态运行实验，QUEST。

• 发表时间: 2010
• 作者: M.Ishiguro;K.Hanada;et al.;S.Nagata;花田和明;B.Tsuchiya;K.Hanada;S.Nagata;K.Hanada;石黒正貴;池田旭彰;K.Hanada
• 通讯作者: K.Hanada

Steady-State Operation Scenario and the First Experimental Result on QUEST

• DOI: 10.1585/pfr.5.s1007
• 发表时间: 2010
• 期刊: Plasma and Fusion Research
• 影响因子: 0.8
• 作者: K. Hanada;Kohnosuke Sato;H. Zushi;K. Nakamura;M. Sakamoto;H. Idei;M. Hasegawa;Y. Takase;O. Mitarai;T. Maekawa;Y. Kishimoto;M. Ishiguro;T. Yoshinaga;H. Igami;N. Nishino;H. Honma;S. Kawasaki;H. Nakashima;A. Higashijima;Y. Higashizono;A. Ando;N. Asakura;A. Ejiri;Y. Hirooka;A. Ishida;A. Komori;M. Matsukawa;O. Motojima;Y. Ogawa;N. Ohno;Y. Ono;M. Peng;S. Sudo;H. Yamada;N. Yoshida;Z. Yoshida

Non-Inductive Start up of QUEST Plasma by RF Power

通过射频功率无感启动 QUEST Plasma

• 发表时间: 2011
• 期刊: Plasma Science and Technology
• 影响因子: 1.7
• 作者: K.Hanada;H.Zushi;et.al
• 通讯作者: et.al