0次元計算によるイオン温度の振る舞い

0次元計算による定常高イオン温度STの可能性
目的
TST-2のイオン温度がもっともらしいかの評
価（何故Tiは10eVや200eVでないのか？）
定常高イオン温度がSTで可能かどうか？
０次元計算によるイオン温度の予想
用いる式
• ITER IPB98(y,2)
tE=0.0562 x HHIp0.93 BT0.15ne0.41P-0.69R1.97M0.19k0.78e0.58
HH=1
• P=Ip x 2[V]
Te
Te Te  Ti
P

 
• ne, Te, Ti :const.

t
(
3
/
2
)
n
t
t
e
E
ei
• 式
Ti
Ti Ti  Te
 
t
tE
t ei
電子とイオンの閉じ込め時間は同じと仮定する。
TST-2のイオン温度の予想
Ip=75kA, BT=0.16T,R/a=0.35/0.22=1.6, k=1.4,M=1
定常状態で電子温度、イオン温度の密度に対する依存性
200
ne0.2 x1020m-3の時
tei=0.7 ms
Te/Ti [eV]
tE=2.3 ms
150
Te
100
50
密度が低くなっても
0
イオン温度はあがらない。 0.1
実験では、50-100eV
Ti
0.2
0.3
ne [1020m-3]
0.4
0.5
定常高イオン温度の可能性
• CSのTFの冷却がbottle neckとなると考え、CSの
半径を0.15m、TFの電流を600kA Turnとする。
すなわちR-a=0.15m。またk=1.6に固定。
• Ipはqa=3を満たし、Vloopは2Vに固定。
• 全体の大きさR+aを変化させたときのイオン温度
を計算する。密度は、イオン温度が最大となるも
のを採用。
計算結果
プラズマの大きさととも（あるいはAが小さくなるに従って）にイオン温
度は上昇。
TFのAturnを固定しているので、BtはRとともに減少。
電子への追加熱はTiにはほとんど寄与しない。
Ti~400eVを得るためには、
R~0.7m a~0.5m
400
Bt0~0.18T
300
ne~2.5x1019m-3
が必要。
Ti0 [eV]
Ip~800kA
2
A=R/a
Ti0
200
1
Power
100
0
0.2
Bt0
0.4
0.6
0.8
R+a [m]
1
0
1.2
Power [MW] Bt [T] Aspect Ratio
500
まとめ
ITER閉じ込め則と温度緩和を考慮した０次元計算を行った。
TST-2のイオン温度が50-100eVであることは、OHで加熱さ
れた電子がイオンを（古典的に）加熱すると考えて矛盾ない。
イオン温度は電子密度にあまり依存しない。
定常高イオン温度をSTで実現するのは難しい。
イオンを直接加熱する手段、小さなCSで定常高磁場の維持が
カギ
分布の影響はあるはず。但し、簡単には計算できない。

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