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Development of advanced operation scenarios in weak magnetic-shear regime on JT-60U

T. Suzuki, N. Oyama, A. Isayama, Y. Sakamoto, T. Fujita, S. Ide, Y. Kamada, O. Naito, M. Sueoka, S. Moriyama2009年被引用 13Nuclear FusionIF 3出版社

Fully non-inductive discharge having a relaxed current profile and a high bootstrap current fraction fBS = 0.5 has been realized in the high-βp ELMy H-mode discharge with weak magnetic-shear having q95 = 5.8, qmin = 2.1 and q(0) = 2.4, where qmin and q(0) are the safety factor q at the minimum and the plasma centre, respectively. The rest of the plasma current is externally driven by neutral beams and lower-hybrid waves. The safety factor profile evaluated by the motional Stark effect diagnostic is kept unchanged for 0.7 s at the end of the full current drive (CD) sustainment for 2 s (1.5 times the current relaxation time τR). The loop voltage profile is spatially uniform at 0 V at the end of the sustainment. This demonstration shows, for the first time, that the steady sustainment of full-CD plasma is possible at high fBS = 0.5 and reasonably low q95 = 5.8 regime and is stably controlled by appropriate external current drivers. On the other hand, when the combination of bootstrap current and externally driven current does not match the steady current profile, a slight change in the current profile due to current relaxation resulted in the appearance of magnetohydrodynamic instability, e.g. neo-classical tearing mode, in a high-beta plasma. This discharge clarifies the importance of the demonstration of steady current profile developed here. These discharges contribute to the ITER steady-state operation scenario development.

日本語訳

完全非誘導放電が、弱い磁気シアを有する高βp ELMy Hモード放電において実現され、緩和した電流分布と高いブートストラップ電流分率fBS = 0.5が達成された。この放電では、q95 = 5.8、qmin = 2.1、q(0) = 2.4であり、ここでqminとq(0)はそれぞれ最小安全係数およびプラズマ中心における安全係数qである。残りのプラズマ電流は、中性粒子ビームと低域混成波によって外部から駆動された。モトル・スターク効果診断によって評価された安全係数分布は、全電流駆動(CD)維持の終了時において0.7秒間(電流緩和時間τRの1.5倍)にわたり不変のまま維持された。ループ電圧分布は、この維持期間の終了時において空間的に一様で0 Vであった。この実証は、高fBS = 0.5かつ比較的低いq95 = 5.8の領域において、全CDプラズマの定常維持が可能であり、適切な外部電流駆動手段によって安定に制御されることを初めて示したものである。一方、ブートストラップ電流と外部駆動電流の組み合わせが定常電流分布と一致しない場合、電流緩和による電流分布のわずかな変化が、高βプラズマにおける磁気流体力学的不安定性、例えば新古典テアリングモードの出現をもたらした。この放電は、ここで開発された定常電流分布の実証の重要性を明確に示している。これらの放電は、ITERの定常運転シナリオ開発に貢献するものである。

装置

iter中精度(概要文一致)

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JT-60U
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