3.1.2.3 プラズマ加熱研究系

(1)はじめに

 プラズマ加熱研究系の電子加熱第一、第二、イオン加熱第一、.第二の四部門は大電力・長パルス電子サイクロトロン加熱(以下ECH)、イオンサイクロトロン加熱(以下ICRF)、更に負イオン源中性粒子入射加熱(以下NBI)の技術開発とLHD加熱機器実機製作・据付、CHS、LHDでのプラズマ生成・加熱実験を担当している。現在、LHDは実験期に入り、スタッフ全員がプラズマ実験及びそのための準備・調整作業に費やし、スタッフの従事する内容が装置建設期と異なっている。
既設加熱機器の改善や新規加熱機器の設計・導入検討に際して、スタッフが実験期に得た加熱機器の運転経験を生かせるものの設計・検討作業とLHD実験が並進し、多忙となっている。これまで進めてきた加熱技術開発に支えられ、加熱機器は大電力、長パルスの観点から実験に要求される性能を達成し、高温プラズマの生成を可能にした。現在、第3サイクルを終了し、ECHで1Mw、ICRFで1.3Mw、NBIでは4.2MW程度までの入射が達成されている。一方、定常化へ向けてはICRFで68秒、NBIで80秒の電力入射による長パルスプラズマ維持が可能となっている。これまでに達成した最先端技術を基に加熱技術開発・製作を進め、各加熱システムの性能向上を目指す。達成した成果を以下に記す。

(2)研究成果

ICRF

NBI

ECH

(3)今後の課題

 加熱電力の増力と定常化への技術開発が今後の課題である。ICRFはループアンテナの増強とともに、折返し型導波管アンテナのLHDへの適用を行う。並行して位相制御アンテナと定常ICRF加熱要素部品の開発の推進が挙げられる。NBIは入射装置の増強とNBI開発試験装置を用いた負イオン源の高効率化と180keVへのビームエネルギーの向上が課題である。ECHはジヤイロトロンと導波管系の結合効率の一層の向上、伝送系要素部品の改善を含めた高効率・高耐圧伝送系の開発と加熱システムの補整が課題である。これらの課題は国内の共同研究の協力を得ながら、LHD実験の進捗に合わせて実行していく必要がある。




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