Transcript 球状トカマクと電流駆動ppt（江尻）

参考資料
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球状トカマク
プラズマの閉じ込め
電流駆動・立ち上げの意義
低アスペクトの利点
中心ソレノイドの役割
中心ソレノイド無しの核融合炉
トカマクでのプラズマの閉じ込め
磁力線に粒子がまくつく。
粒子軌道（ラーマ運
動）
->ラーマ運動
磁力線をループにして端をなく
す。->トロイダル磁場
磁力線
トロイダル磁場
電流を流して磁力線をひねる。
->プラズマ電流、ポロイダル磁
場
プラズマ電流
磁束の変化
磁束を変化させて電場を作る。
その電場でプラズマ電流が流れ
る。
->オーミックコイル
オーミックコイル
球状トカマク
（英国START装置）
アスペクト比(R/a)を小さくしていくと球状になる
(Courtesy of START Team, U.K.)
アスペクト比
bt(%)
R
a
=R/a
All
Tokam
1m
 Average toroidal bT  40% (b 15%)
 Good confinement
 ~1/3 of NSTX Plasma Size
電流駆動・電流立ち上げの必要性
プラズマ電流
 トカマクを維持するためには、
プラズマ電流が必要。
t
 プラズマ電流を流し続けるた
めには、トロイダル電場をかけ
続ける必要がある。
 そのためには、オーミックコイ
ル電流を増やし続けなければ
ならない。
トロイダル電場
t
オーミックコイル電流
 これでは、続かないので、別
の手段で電流を流す。
->電流駆動の開発研究
t
 どうせ電流駆動を行うのであ
れば、維持だけでなく立ち上
げもできないか？
 立ち上げと維持ができれば、
最初からオーミックコイルはい
らない。
 特に、球状トカマクでは中心部
のオーミックコイルがないこと
がコンパクト化には必須。
トロイダルコイル
R/a=1.7
直径が１．５倍
になったと仮定
R/aを変えな
いとすると
aを変えな
いとすると
R’/a=2
R’=1.5R
a’=1.5a
+オーミックコイル
球状トカマクの利点
アスペクト比(R/a)を小さくしていくと
 プラズマ電流を大きくできる。
（小さな磁場で大電流、下図参
照）
 規格化圧力（閉じ込めの効率）がよくなる。
プラズマの圧力
規格化圧力： b 
磁場の圧力
 コンパクトな核融合炉の実現
アスペクト比
A=R/aが小さく
なるとプラズマ
電流を大きく
できる
A(1.22A-0.68)/(A 2-1) 2
10
球状の効果
1
0.1
1
2
3
4
A
Ip
ITFC
I P 1   2 A(1.22A  0.68)

2
2
ITFC
2
A 1


5
トカマクでの中心ソレノイドの役割