The current drive capability of negative ion based neutral beam injection (N-NBI) in JT-60U has been extended to the reactor relevant regime.The driven current profile and current drive efficiency have been evaluated in a high electron temperature regime Te(0) ≈ 10 keV, and reasonable agreement with the theoretical prediction has been confirmed in this regime. TheN-NB driven current reached 1 MA with an injection power of 3.75 MW at a beam energy of 360 keV. A current drive efficiency of 1.55 × 1019A m-2 W-1, approaching the ITER requirement, was achieved in the high βp H mode plasma with Te(0) ≈ 13 keV.This current drive performance permitted sustainment of a high beta (βN = 2.5) and high confinement (HHy2 = 1.4) plasma in the full current driven condition at a plasma current of 1.5 MA. The influence of instabilities on the N-NBI current drive was studied.When a burst-like instability driven by N-NBI occurred in the central region, reductions in loop voltage near the magnetic axis and in the neutron production rate due to loss of beam ions were observed although the lost driven current was at most ∼7% of the total driven current.When a neoclassical tearing instability appeared in high beta plasmas, the loss of beam ions was enhanced with increasing instability activity.
JT-60Uにおける負イオン源中性粒子ビーム入射(N-NBI)の現行の電流駆動能力は、炉心関連領域まで拡張された。駆動電流分布と電流駆動効率は、高電子温度領域Te(0) ≈ 10 keVにおいて評価され、この領域で理論予測と合理的な一致が確認された。N-NB駆動電流は、ビームエネルギー360 keV、入射パワー3.75 MWで1 MAに達した。ITER要求値に近づく1.55 × 10¹⁹ A m⁻² W⁻¹の電流駆動効率が、Te(0) ≈ 13 keVの高βp Hモードプラズマにおいて達成された。この電流駆動性能により、プラズマ電流1.5 MAの完全電流駆動条件において、高ベータ(βN = 2.5)かつ高閉じ込め(HHy2 = 1.4)のプラズマの維持が可能となった。N-NBI電流駆動に対する不安定性の影響が研究された。N-NBIによって駆動されるバースト状の不安定性が中心領域で発生したとき、磁気軸近傍のループ電圧の低下と、ビームイオンの損失による中性子生成率の低下が観測されたが、損失した駆動電流は全駆動電流の最大でも約7%であった。高ベータプラズマにおいて新古典ティアリング不安定性が出現したとき、不安定性活動の増大に伴ってビームイオンの損失が増強された。