TST-2@K 実験結果速報 目的 装置性能の向上 RF入射実験結果 可動リミター挿入 RFパワー依存性 トロイダル磁場依存性 密度依存性 可動リミター挿入 RFパワー依存性 トロイダル磁場依存性 密度依存性 RF Startup その他 まとめと課題
TST-2@Kの目的 RF(8.2GHz/200kW)入射による,プラズマ加熱,電流駆動の実証。 (プラズマの位置制御による密度勾配長の制御。) 強磁場(0.3T)でのプラズマパラメータの向上。 長時間放電。 高イオン温度の実現。
TST-2@k 装置性能の向上 RF(8.2GHz)入射。最大170kW入射。 CS(TF, OH)の冷却。 (コイルの発熱と除熱) (コイルの発熱と除熱) 真空容器のベーキング90度? 最大コイル電流値の向上 TF 22kA (0.28T) OH 18kA (電磁力による変位,振動) プラズマの位置(外側)のFeed Back制御。 電源,RFのインターロック制御 最大プラズマ電流 130kA 最長放電時間 300ms。
可動リミターによる密度制御(I) 可動リミターをR671からR601mmまで内へ挿入し,RF部(リミター)の密度制御を試み,その時の密度勾配長とRF反射率を測定した。 リミターを挿入するとIpが下がるが,密度,密度勾配の系統的な変化は見られない。
可動リミターによる密度制御(II) 密度勾配とRF反射率に正の相関がある? リミター位置が内側になるほど,反射率が低くなる。
RFパワーとRF反射率 (I) RFパワーを時間的に一定にして,ショットごとにパワーを変化させた。 パワーを下げると反射率が下がる?0.1kWを誤差と仮定してエラーバーを評価した。
RFパワーとRF反射率 (II) RFパワーを時間的に増加もしくは減少させた。 あるパワーで最小となる?
トロイダル磁場とRF反射率 (I) トロイダル磁場を下げていくとプラズマ電流が下がる傾向がある。
トロイダル磁場とRF反射率 (II) (2nd-Harmonic) Resonanceとアンテナの位置関係に反射率は大きく影響されると予想した。 反射率とBtには正の相関がある?
密度とRF反射率 (I) 線密度が変わっても,プローブ(+4mm, +8mm)の密度はあまり変わらない。 密度勾配とRF反射率の相関は弱い。
密度とRF反射率 (II) プローブ(+0mm) の密度とRF反射率に正の相関がある?
RF Startup (I) Steady State Discharge Ip[kA] nel[1018m-2] Ha[a.u.] SBD, SBD+Be 反射率3% 100kW 170kW ?
RF Startup (2) Transition Ip? Ip[kA] nel[1018m-2] Transition Ha[a.u.] SBD, SBD+Be 100kW ?
RF Startup (3) Oscillation Ip[kA] nel[1018m-2] Ha[a.u.] SBD, SBD+Be 100kW ?
その他(I) Btを反転しRF反射率(t=30ms)を比較した。O-modeではcutoffのため高い反射率が期待されたが, Mode: Shot No.:Ibt[kA]:Ip[kA]:Rout[m]:neLm-2:PRF[kW]:Reflectivity X-mode: #301324:+21: 105: 0.54: 7x1018: 63: 8.4% O/X-mode: #301362:-20.5: 110: 0.54: 6x1018: 82: 6.6% Pre Ionization用RFのパワーとHard X線 84kW->5kWまで減らしてもプラズマ電流は立ち上がる。但し,Hard X線は顕著には変わらない。5kWで内寄せにしたとき,Hard X線の非常に少ない放電が得られた(#301388)。 金属の可視ラインのスキャン Mo I, Fe I, Fe II, Fe III, Al I, Al II, Al IIIを探したが見つからなかった。 CVのイオン温度は60-100eV。
その他(II) RFアンテナ6系統(8系統)の位相をそろえたが,そろえる前と比較して顕著な変化は見られなかった。 実験終了後大気開放してアンテナ,リミターを目視点検したが,非常にきれいであった。 約1000shot以降で,密度が飽和し始める放電が得られた。それまでは,放電開始後,密度は線形に増加していた。 放射線(Hard X線)のレベルが高い。計測に支障が出る場合もある。ほとんどの場合Hard X線とRFには相関がないように見える。 RFのOn/Offに時にプローブのイオン飽和電流があまり変化しない。 Ipが立ち上がるまでは,R390とR505mmの線密度はほぼ等しく,密度分布は平坦だと推定される。
まとめと課題 RF反射率をモード変換率の指標とし,モード変換率の密度勾配長依存性を調べた。プラズマの位置制御,可動リミターによる位置制御,密度の変化,磁場の強さ・向きを変えたが,勾配長の制御はできなかった。反射率と勾配長間の相関は弱い。但し,RF反射率は,可動リミターの位置,リミター表面での密度(正確にはイオン飽和電流)と相関がある。 RF反射率は5-10 %と低いレベルにある。このRF反射率は大きいか小さいか。 O-mode成分があっても反射率は大きくない。 漏れRF(電場),密度揺動,磁場揺動,Hard X線とRF(反射率)の関係を解析する必要がある。 揺動とモード変換率の理論研究 速度空間での加熱と電流駆動の理論研究