2.3 NBIスタートアップと高β放電

 第2サイクルのNBI加熱実験は、Bt=1.5T、Rax=3.75mで84GHz及び82.6GHzジャイロトロンの第2高調波を用いたECHによりターゲットプラズマを生成し、これにNBIを入射することによって行われた。
コイルの励磁試験は、第2サイクル終了前、Rax=3.75mでBt=2.7Tまで行われたが、第2サイクルと同様のNBI加熱実験を行うためには、84GHzのジャイロトロンの基本波または168GHzのジャイロトロンの第2高調波でターゲットプラズマを生成する必要があり、機器上の制約から最低Rax=3.6m主でBt=2.9Tが必要であった。このため、必要な値より低い磁場でもターゲットプラズマを生成できるか否かを試験しておく必要があり、第2サイクルの最後に2.5T前後の磁場を用いた実験を数日行った。
この結果、84GHzのジャイロトロンの場合、Rax=3.6mで2.2T以上の磁場があれぱECHでプラズマを生成できること、また、ECHのターゲットプラズマを生成せずにNBIを単独で入射させ、ガスパフを適度に行うと、ECHのターゲットプラズマを用いた場合に比べても遜色のないプラズマが生成できること等を見いだし、主に2.75Tの磁場を用いる第3サイクル・プラズマ実験の見通しが得られた。特に、後者はこれまで報告されたことのない画期的なプラズマ生成方法である。これを受け、第3サイクルでは、NBIの単独入射による高β実験が低磁場で行われた。
NBIの単独入射により生成されたプラズマに水素ペレットを打ち込むことにより、反磁性磁束計測法で測定した場合、図2-2に示したようにBt=1.3Tでβ=2.4%のプラズマが得られている。また、NBIの単独入射により0.5Tの低磁場までプラズマの生成が可能であること等も明らかとなった。

図2-2 最高到達べータ値βの磁場依存性



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