開放端磁場における電子サイクロトロン共鳴加熱による捕捉電子の生成

開放端磁場に沿った熱流制御として、サーマルダイクを検討した。エンドプレートからでた2次電子に電子サイクロトン共鳴加熱(ECRH)を行うことで、2次電子がプラズマ閉じこめ領域に入るのを抑制し、高温電子との粒子交換を抑え、熱流損失を軽減する。しかし、エンドプレートの負電位により跳ね返された高温電子もECRHを受けると、熱流損失の軽減が予想通りにはいかなくなる。このため、高温電子加熱について詳細な研究を行った。電位モデルとECRH応答関数を用いて、開放端磁場に沿って逃げる高温電子が、エンドプレートの負電位により反射されたのちECRHを受けると、その8割が端部において磁場と電位中に捕捉される捕捉電子になることを示した。捕捉電子は多重加熱を受け、その半分はエンドプレートに達する。その結果、現在の実験状況では、エンドプレートでみた熱流はサーマルダイクによりわずかに増加する。電位モデルによると、捕捉電子量が増えると、端部の途中の電位は降下する。実験面では、静電プローブを用いて、サーマルダイクをおこなった時の端部の電位の変化を観測した。また、熱電対と赤外線カメラを用いて、エンドプレートの温度上昇を観測した。その結果、サーマルダイクにより、エンドプレート前面1mの電位が降下した。エンドプレートの温度上昇は、サーマルダイクがない場合と顕著な差は見られなかった。熱流制御の他の方法であるメッシュバイアスでは、明らかに温度上昇が減っている結果が得られている。これらの実験結果は、上で示したサーマルダイクの高温電子加熱による捕捉電子生成の結果と考えて矛盾はない。高温電子加熱を抑えるには、加熱共鳴点のドップラーシフトを利用し、磁場の形状を変えることで達成できる。

開放端磁場に沿った熱流制御として、サーマルダイクを検討した。エンドプレートからでた2次電子に電子サイクロトン共鳴加熱(ECRH)を行うことで、2次電子がプラズマ閉じこめ領域に入るのを抑制し、高温電子との粒子交換を抑え、熱流損失を軽減する。しかし、エンドプレートの負電位により跳ね返された高温電子もECRHを受けると、熱流損失の軽減が予想通りにはいかなくなる。このため、高温電子加熱について詳細な研究を行った。電位モデルとECRH応答関数を用いて、開放端磁場に沿って逃げる高温電子が、エンドプレートの負電位により反射されたのちECRHを受けると、その8割が端部において磁場と電位中に捕捉される捕捉電子になることを示した。捕捉電子は多重加熱を受け、その半分はエンドプレートに達する。その結果、現在の実験状況では、エンドプレートでみた熱流はサーマルダイクによりわずかに増加する。電位モデルによると、捕捉電子量が増えると、端部の途中の電位は降下する。実験面では、静電プローブを用いて、サーマルダイクをおこなった時の端部の電位の変化を観測した。また、熱電対と赤外線カメラを用いて、エンドプレートの温度上昇を観測した。その結果、サーマルダイクにより、エンドプレート前面1mの電位が降下した。エンドプレートの温度上昇は、サーマルダイクがない場合と顕著な差は見られなかった。熱流制御の他の方法であるメッシュバイアスでは、明らかに温度上昇が減っている結果が得られている。これらの実験結果は、上で示したサーマルダイクの高温電子加熱による捕捉電子生成の結果と考えて矛盾はない。高温電子加熱を抑えるには、加熱共鳴点のドップラーシフトを利用し、磁場の形状を変えることで達成できる。