表皮電流によるトカマクプラズマ周辺部の局所加熱

通过表层电流对托卡马克等离子体周围进行局部加热

基本信息

批准号：
01460252
负责人：
中村正彦
金额：
$ 3.78万
依托单位：
Osaka Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、トカマクにトロイダル方向の高周波電場を印加し、その電場によりジュ-ル加熱によって周辺部を加熱することを目的とする。高周波電場は、表皮効果のため、プラズマの周辺部のみにしか浸透しないので、周辺部の局所加熱が期待される。そのための、高周波発振器を、本補助金を使って購入した。発振器の主な性能は、以下のとうりである。発振周波数f=5.5kHz、出力電圧V≦4VOLT、最大出力パワ-P=10kW、パルス幅τ=20msこの発振器の出力端子を、WTー3トカマクの真空容器の1タ-ン絶縁部に直接接続して、高周波電力をプラズマに供給する。この高周波電場によるジュ-ル加熱パワ-の空間的分布を計算によって求めた。加熱パワ-のピ-クの位置dの、周波数fに対する依存性を調べた。f≧5kHZにおいては、dは、fに強くは依存せず、d/a=0.1程度である(aはプラズマの小半径)。ただし、全入力パワ-は、fの増加とともに、かなり小さくなる。f=5.5kHzのとき、1タ-ン電圧4Voltで加熱パワ-10kW程度が見込まれる。そこで、ここでは、f=5.5kHzとして実験を行った。プラズマ電流Ip=50〜100kAのプラズマに高周波電場を加えた。約1Voltの高周波電場印加によって、誘起される交流プラズマ電流は、約1kAであり、もとのプラズマパラメ-タには、あまり依存しない。この電流値は、表皮効果によって与えられる値にほぼ等しいことが確認されている。また、磁気コイルによる計測より、この交流電流は、ポロイダル方向にほぼ均等に生成されていることが確認された。表面プラズマの局所加熱の効果は、まだ観測されていない。入力パワ-が小さいためと考えられる。発振器とプラズマとの結合をよりよくして、入力パワ-を増強するため、結合部を改造中である。

这项研究旨在将高频电场沿环形方向应用到tokamak，并通过用电场加热外围区域。由于皮肤效应，高频电场仅穿透血浆的外围，因此预计周围的局部加热。为此，使用此补贴购买了高频振荡器。 The main performance of the oscillator is as follows: Oscillation frequency f = 5.5kHz, output voltage V ≦ 4VOLT, maximum output power - P = 10kW, pulse width τ = 20ms The output terminal of this oscillator is directly connected to the one-turn insulation part of the vacuum vessel of the WT-3 tokamak to supply high-frequency power to the plasma.计算了由于高频电场而引起的jule加热能力的空间分布。研究了加热能力对频率F的峰位置D的依赖性。在f≧5kHz处，d并不强烈取决于f，大约d/a = 0.1（a是等离子体的小半径）。但是，随着f的增加，所有输入功率都会显着较小。当F = 5.5kHz时，预期的加热能力约为10kW，一个转弯电压为4伏。因此，在这里，我们进行了F = 5.5kHz的实验。将高频电场应用于血浆电流IP = 50-100 ka的等离子体。通过应用约1伏的高频电场诱导的AC血浆电流约为1 ka，并且不依赖于原始等离子体参数。已经证实，该电流值大约等于皮肤效应给出的值。此外，使用磁管线的测量结果证实，这种交流电流几乎均匀地沿多型方向产生。尚未观察到表面等离子体的局部加热的影响。这被认为是因为输入功率很小。正在修改耦合以改善振荡器和等离子体之间的耦合并增强输入功率。