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High power ion cyclotron resonance heating in JET

J Jacquinot1988年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Ion Cyclotron Resonance Heating (ICRH) powers of up to 17 MW have been coupled to JET limiter plasmas. The plasma stored energy has reached 7 MJ with 13 MW of RF in 5 MA discharges with Zeff approximately=2. When Ip/Bphi approximately=1 MA/T the stored energy can be 50 % greater than the Goldston L mode scaling. This is due to transient stabilisation of sawteeth (up to 3 s) and to a significant energy content in the minority particles accelerated by RF (up to 30 % of the total stored energy). Central temperatures of Te approximately 11 keV and Ti approximately=8 keV have been reached with RF alone. (He3)D fusion experiments have given a 60 kW fusion yield (fusion rate of 2*1016 s-1 in the form of energetic fast particles (14.7 MeV(H), 3.6 MeV(He4)) in agreement with modelling. When transposing the same calculation to a (D)T scenario, Q is predicted to be between 0.2 and 0.8 using plasma parameters already achieved. For the first time, a peaked density profile generated by pellet injection could be reheated and sustained by ICRF for 1.2 s. Electron heat transport in the central region is reduced by a factor 2 to 3. The fusion product nio tau ETio reaches 2.2*1020 m-3.s.kev in 3 MA discharges which is a factor of 2.3 times larger than with the normal density profile.

日本語訳

最大17 MWのイオンサイクロトロン共鳴加熱(ICRH)出力がJETリミター・プラズマに結合された。プラズマの蓄積エネルギーは、Zeff≒2の3 MA放電において、13 MWのRF出力で7 MJに達した。Ip/Bφ≒1 MA/Tの場合、蓄積エネルギーはゴールドストンLモード・スケーリングより50%大きくすることができる。これは、鋸歯状振動の一時的な安定化(最大3秒間)と、RFによって加速された少数粒子中の有意なエネルギー含有量(全蓄積エネルギーの最大30%)によるものである。中心温度は、RFのみでTe≒11 keV、Ti≒8 keVに達した。(He3)D核融合実験では、モデリングと一致して、60 kWの核融合出力(2×10^16 s^-1の核融合反応率、14.7 MeV(H)および3.6 MeV(He4)の高エネルギー高速粒子の形で)が得られた。同じ計算を(D)Tシナリオに外挿すると、すでに達成されたプラズマパラメータを用いて、Q値は0.2から0.8の間になると予測される。ペレット入射によって生成された密度分布のピーク化が、ICRFによって1.2秒間再加熱・維持できることが初めて実証された。中心領域の電子熱輸送は、2〜3倍に低減される。核融合積n io τ E io は、3 MA放電において2.2×10^20 m^-3・s・keVに達し、これは通常の密度分布の場合より2.3倍大きい。

装置

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JETIon cyclotron heatingCyclotron resonanceIon cyclotron resonance
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