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Development of high-performance discharges with transport barriers in JT-60U

T Fukuda, the JT-60 Team2002年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

In order to provide greater confidence in the advanced steady-state operation in ITER, recent high-performance campaign in JT-60U has emphasized maximizing the capabilities of internal and edge transport barriers by the elaborate profile control using NB, electron cyclotron heating and other non-inductive current drive (CD) schemes as well as the strong shaping. Accordingly, it is highlighted by the reliable reproduction of the D–T equivalent fusion amplification gain (QDTeq) of over 1.2 transiently and sustainment of QDTeq at 0.8 for 0.55 s in reversed shear plasmas. On the other hand, increased triangularity up to 0.6 has also provided the improved confinement at higher density and sustainment of high normalized β (βN) above 2.7 for over 7 s in high-β poloidal H-mode. In addition, increased negative ion based neutral beam heating and CD power up to 5.7 MW contributed much to achieve the βN of 2.4 and confinement enhancement factor of 1.2 over the ITER98(y, 2) scaling simultaneously under full non-inductive CD at 1.8 MA. Furthermore, impact of electron heating on transport barriers was investigated, and it was found that strong barriers survive Te⩾Ti. With regard to the exploratory control of transport barriers using the perturbative schemes, the effect of asymmetric pressure fluctuations and Maxwell stress has been investigated. The suggested approaches could be applied in steady-state burning plasmas with transport barriers, where the external heating fraction is reduced and electron heating is predominant.

日本語訳

ITERにおける高度な定常運転への確信を高めるため、最近のJT-60Uにおける高性能運転では、電子サイクロトロン加熱やその他の非誘導電流駆動(CD)方式を用いた精緻なプロファイル制御と強力な形状制御による、内部輸送障壁と周辺輸送障壁の最大化が重視されている。これにより、逆磁気シアンプラズマにおいて、D-T等価核融合増倍率(QDTeq)が1.2を超える値を過渡的に再現し、0.55秒間にわたりQDTeqを0.8で維持することに成功したことが強調される。一方、高ベータポロイダル配位では、三角形度を0.6まで増大させることにより、高密度での閉じ込め改善と、規格化ベータ(βN)が2.7を超える値を7秒以上維持することが達成された。さらに、負イオン源中性粒子ビーム加熱とCDのパワーを5.7 MWまで増大させたことにより、1.8 MAの完全非誘導電流駆動下で、βN 2.4およびITER98(y,2)スケーリングに対する閉じ込め改善係数1.2を同時に達成する上で大きく貢献した。また、輸送障壁に対する電子加熱の影響が調査され、電子温度がイオン温度以上(Te≥Ti)の場合でも輸送障壁が堅牢に維持されることが見出された。さらに、摂動的手法を用いた輸送障壁の能動制御に関しては、圧力擾乱の非対称性とマックスウェル応力の効果が調査された。これらの提案された手法は、外部加熱の割合が低減され電子加熱が支配的となる、輸送障壁を有する定常燃焼プラズマへ適用可能であると考えられる。

装置

iter中精度(概要文一致)

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JT-60UTransport barrier
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