2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@KyushuTST-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　 RF Startup

　その他まとめと課題

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@KyushuTST-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。

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@KyushuTST-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）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 Ba

ck 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 。

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@Kyushu

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。 60

65

70

75

80

85

90

95

600 610 620 630 640 650 660 670 680

Ip [kA]

Limiter Position [mm]

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@Kyushu

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？

0.07

0.08

0.09

0.10

600 610 620 630 640 650 660 670 680

RF_reflection

Reflectivity

Limiter Position [mm]

0.07

0.08

0.09

0.10

4 5 6 7 8 9 10

limiter-t

Reflectivity

1/e Length (#2-#3) [mm]

リミター位置が内側になるほど，反射率が低くなる。

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@KyushuRF 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。

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.10

10 100

Reflectivity

RF input [kW]

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@KyushuRF 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？

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

10 100

Reflectivity

RF input [kW]

t=26ms

t=41ms

#301285 t=41ms

t=26ms

#301286

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@Kyushu

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。

60

70

80

90

100

110

120

130

10 12 14 16 18 20 22 24

RF-Bt-scan-t

Ip [kA]

I Bt [kA]

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@Kyushu

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？

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.10

10 12 14 16 18 20 22

RF-Bt-scan-t

Reflectivity

I Bt [kA]

Data SelectionRF input=102-106 [kW]R out=0.52-0.66 [m]t=27 [ms]

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@Kyushu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。

0.05

0.10

0.15

4 5 6 7 8 9

RF-density-scan

Reflectivity

1/e Length (#2-#3) [mm]

80kA < Ip < 120kA5.5 < nel < 10x1018m-2

0.00

2.00

4.00

5 6 7 8 9 10 11

RF-density-scan

Probe density [1018m-

3 ]?

nel [1018m-2]

80kA < Ip < 120kA5.5 < nel < 10x10 18m-2

#1(0mm)

#2(4mm)

#3(8mm)

密度勾配と RF 反射率の相関は弱い。

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@Kyushu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？

0.05

0.10

0.15

1 1.5 2 2.5 3 3.5

RF-density-scan

RF Reflctivity

Probe(#1) density [10 18m-3]

80kA < Ip < 120kA5.5 < nel < 10x1018m-2

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@KyushuRF Startup (I) Steady State Discharge

Ip[kA]

nel[1018m-2]

H[a.u.]

SBD, SBD+Be

?100kW 170kW

反射率3%

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@KyushuRF Startup (2) Transition

Ip[kA]

nel[1018m-2]

H[a.u.]

SBD, SBD+Be

100kW ?

Transition

Ip?

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@KyushuRF Startup (3) Oscillation

Ip[kA]

nel[1018m-2]

H[a.u.]

SBD, SBD+Be

100kW ?

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@Kyushu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]:ReflectivityX-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 。

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@Kyushu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。

2003/9/29 A.Ejiri

TST-2@Kyushu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 R

F( 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