燃料粒子補給のためのコンパクト・トロイド湾曲路輸送・入射法の開発

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燃料粒子補給において,CT入射装置の設置位置に制限を受けない入射経路を選択できるCTの湾曲路輸送法の基礎研究を行い,その技術を確立することを目標に研究を行ってきた.輸送管を用いた研究では,湾曲部の半径の異なる輸送管を用いた湾曲型CT輸送実験を行った.その結果,全ての形状でCTの通過が確認された.これは,実験で使用しているCT入射装置が1段電極となっており,湾曲部に入射されるCTプラズマの速度が数十km/sと比較的遅いためと考えられる.また,湾曲部の角度を90°だけでなく閉じたトロイダルリング輸送管への入射も行い,角度が180°以上の湾曲部でもCTプラズマが輸送可能であることが分かった.CT速度が遅い場合はRが200mm以下や角度が180°以上の湾曲部でもCTプラズマ輸送が可能であることが実証され基礎技術は確立したが,湾曲部輸送管の形状と最適なCTパラメータ(輸送限界値の有無等)は明らかになっていない.今後,中型トカマク装置へのCT入射実験で用いられたCT入射装置レベルのCTパラメータ領域で,実験の継続が望まれる.湾曲部にキック磁場コイルを導入した磁気壁によるCT方向制御と余剰ガス流入抑制技術の実験を行い,基礎技術開発に成功した。磁気壁を用いた湾曲部通過前後のCTプラズマにおいて動作ガスである水素と不純物の一つである炭素を対象とした分光計測を行った結果,中性粒子であるHβと不純物イオンCIIIがともに減少していることが明らかとなった.特に,CTプラズマ主部の不純物イオンおよび尾部の中性粒子が減少してことが分かった.この技術により,CT入射法におけるCT方向制御と余剰ガス流入抑制だけでなく,不純物フィルタリングの可能性も示された.