QUEST におけるダイバー タとリミター放電の比較実験

28D24P

Comparative studies of divertor and limiter discharges in QUEST
御手洗修 1), 中村一男 2)，長谷川真 2)，夏凡 3) 永島芳彦 2),出射浩 2)，松岡啓介 2)

藤澤 彰英 ２），花田和明 2)，図子 秀樹 2)，東島 亜紀 2)，中島 寿年 2)，川崎 昌二 2)，
QUEST グループ 2)，福山淳 4)

東海大 1,九大応力研 2,中国 SWIP 3，京大工 4
MITARAI Osamu 1), NAKAMURA Kazuo 2), HASEGAWA Makoto2), Xia Fan3) et al.,
1: Tokai Univ.

2: RIAM, Kyushu Univ. 3:SWIP,China, 4: Kyoto Univ.

2
10-1-2-3-40.05

17050 csB_current321

SP_CUR_SIG(kA)
SP_CUR_VAL(kA)
HF_CUR_SIG(kA)
HF_CUR_VAL(kA)

17050-SP-HF

100-1-2-3-4-5

1.3"#$%&%'Rinside(m)''R0(m)''R1(m)''Routside(m)'"#$%&%

100'RFnet(kW)'80 17050-RFCD-PC
60'RFnet(kW)'
40
200
1.2
1.3
1.4
1.5
Time(sec)

17050-PF35-12-current

1.2

1.2
10.8
0.6
0.4

1.4

1.5

Ip(kA)

Vloop(V)

Time(sec)

17078plasmaCurrent

IS(kA)

Flux (Vs)

17078-Flux

R [mm](c)

0.5

1.2

1.3

Time(sec)0.8
0.6
0.4'Rinside(m)''R0(m)''R1(m)''Routside(m)'(h)!"#$#%

100'RFnet(kW)'80 17078-RFCD-PC
60'RFnet(kW)'4020 (&)
01.2
1.3
1.4
1.5Time(sec)

PRF (kW)00-1-2 (d)-3-4
17078-PF35-12-current
-5

R [m]

SP_CUR_SIG(kA)
SP_CUR_VAL(kA)
HF_CUR_SIG(kA)
HF_CUR_VAL(kA)

17078-SP-HF

1

IPF26 (kA)

1.5!"#$#%

PlasmaZposition_val(mm)Z[mm]PlasmaRposition_val(mm)IC S(kA)

IPF17 (kA)

VL_FLC7(V)VL_FLT6(V)
VL_FLS2(V)17078-csB

IPF35-12 (kA)と徐々に必要とする CS 磁束が減少する暫定的な結果が得られた．これはまた，Fig.1,2-(f)の CS コイル近傍の磁束測定結果(実線, ΔΦCS=0.06,0.055Vs)
からも確認できる．

17078-Vloop
FL_FLC7(Vsec)
FL_FLT6(Vsec)
FL_FLS2(Vsec)

17078cs_current

外側ダイバータ配位：ΔICS=6.0~6.8 kA
内側ダイバータ配位：ΔICS=5.8~6.6 kA
リミター配位：
ΔICS=5.5~5.8 kA

200
1000-100-200

PlasmaZposition_val(mm)PRF (kW)

0.5

IPF35-12 (kA)

IPF17 (kA)

-42

R [m]

-3

17050-Flux

PlasmaRposition_val(mm)R [mm]-2

1.5

FL_FLC7(Vsec)
FL_FLT6(Vsec)
FL_FLS2(Vsec)

0

VL_FLC7(V)VL_FLT6(V)
VL_FLS2(V)

-0.05

-0.1
1200
1000
80060040017050cs_current

IPF26 (kA)IC S(kA)

0-1

17050-Vloop

Z[mm]Flux (Vs)

Vloop(V)0-10-20-30-40 17050plasmaCurrent-504

ICS-B(kA)

Ip(kA)

中心ソレノイド(CS)磁束の小さい QUEST ではダイバータ配位の運転は注意深く行う必要がある．なぜならダイバータコイル電流はプラズマ位置を外側に押す結果，電場が弱くかつインダクタンスが大きい位置での放電となり，さらにプラズマ電流と同じ方向にダイバータコイル電流を流すため逆誘導が発生し，大きなプラズマ電流を生成しにくくなるからである．
QUEST では 2 種類のダイバータ配位が可能であるので，本研究では内側ダイバータ配位と内̶外側ダイバータ直列配位（ここでは外側ダイバータと呼ぶ）の放電特性を比較し，同じプラズマ電流を得るのに必要な中心ソレノイドの磁束が，内側ダイバータ放電と内̶外側ダイバータ直列配位放電においてどの程度の差があるのか，あるいはないのかを実験的に調べる．コイル結線
上これらをすぐに比較するのは困難な(e)ので，近いショットの範囲内でそれぞ(a)
れのダイバータ配位とリミター配位を作り比較し，かつリミター配位を基準(b)(f)として比較する．
実験結果：
外側ダイバータとリミター放電の比(g)較実験結果を示す．どちらも CS バイア
ス電流を同じ−8ｋA に設定した．
(c)(h)
Fig.1 に示すように，EFIT で得られた外側ダイバータ配位になる t=1.39 s(d)で,プラズマ電流 40ｋA を駆動する CS(!)
磁束は電流基準で ΔICS=6~6.8ｋA であるが，Fig. 2 に示すように EFIT で得られたリミター放電の場合は 5.5~5.8ｋA である．この様に同じプラズマFig. 1 Temporal evolution of outer divertor operation and EFIT equilibrium
電流に達するのに必要な CS 磁束はリミター放電の方が小さいことがわかる． (#17050). The plasma current Ip, (b) CS current ICS, (c) PF26 and PF17 verticalfield coil currents, (d) divertor coil current IPF35-12, (e) loop voltages, (f) various
縦長断面であるダイバータ配位のほう
fluxes, (g) plasma position of the center, (h) plasma inner and outer edge, andがプラズマインダクタンスそのものは(i) RF-PC power
小さくなるが，全体的に必要な CS 磁束は大きくなっている．
20
同様に主半径を同程度にして,同じ
1-100 (e)-20
実験日に内側ダイバータ配位とリミタ-1(a)-30-2-3-40ー放電の比較実験を行った．プラズマ-4-500.05
0電流は 32ｋA とした．内側ダイバータ-10-2
配 位 の と き CS 磁 束 は 電 流 基 準 で-3 (b)-0.05(f)-4-0.1ΔICS=6~6.8 kA であるが，リミター配-50
1200
200-11000
100位では ΔICS=5.7~5.9 kA である.
-2800 (g)0-3600-100
これを同じプラズマ電流 40ｋA に換400-200-421.2算し比較すると，
11.4

1.5Fig.2 Temporal evolution of limiter operation and EFIT equilibrium (#17078).