ダブレット�V研究協力、大きな成果をあげ第１段階の協力を終了

　日米核融合研究協力の一環として、日本原子力研究所と米国エネルギー省（DOE）との間で実施しているダブレット�V装置を用いた非円形トカマクに関する研究協力は、後述するような大きな成果を挙げ、去る９月に５ヶ年間に亘る第１段階の協力を終了した。

　今後は、ダブレット�V装置の真空容器を、Ｄ形の大型真空容器に置き換え、大形非円形プラズマに関する日米共同研究（ビッグ・ディー計画……既報VOL.28No.8通巻324号）を実施することとしている。

　ダブレット�V研究協力計画は、米国サンディエゴ市のGA・テクノロジー社（GAT）がDOEとの契約のもとに運営しているダブレット�V装置を用いて非円形トカマクに関する研究開発を原研とDOEとが共同で実施しているもので、このため原研は、昭和54年８月からGAT社に研究員を派遣し、同社のスタッフとの協力のもとに実験研究を行ってきた。

　第１段階の研究協力においては、�@非円形断面プラズマの制御技術の向上、�Aプラズマの高ベータ化、�B次世代装置設計の基盤となるデータの収集などを重要な課題として実験研究を実施した。

　ベータ値（プラズマの圧力と閉込め磁場の圧力との比）を向上させることは、プラズマを比較的弱い磁場で閉じ込めることを意味し、また炉の小型化・経済性を高める。ダブレット�Vでは非円形トカマクの特徴を生かして、従来の値を大幅に上廻る4.6％という平均ベータ値を達成した（図１参照）。これは現在でも世界記録であり、次世代装置に必要なベータ値（５％程度）をほぼ満たしている。

図１　平均ベータ値4.6％記録時の波形例／Ｉ_p（プラズマ電流）、Ｐ_INJ（NBI入力パワー）、ｎ_e（平均密度）、β_T（平均ベータ値）／〔NBIを印加するとともに平均ベータ値β_Tが増減、4.6％まで上昇している。〕

　臨界プラズマ条件に近づくためには、密度の高い状態で高温プラズマを実現することが不可欠である。ダブレット�Vでは、加熱入力を増加して６×10¹⁹／ｍ³という高密度で７千万度のプラズマ温度を達成した（図２参照）。これらの密度と温度の積は約600キロジュールのプラズマエネルギーに対応する。この600キロジュールという値は、世界記録であり、この成果を報告した第10回プラズマ物理及び制御核融合研究国際会議（59年９月、於ロンドン）のハイライトであった。

　その他にダブレット�Vでは、非円形度（縦／横比）1.8までのプラズマ制御技術、ダイバータ磁場配位による不純物制御技術等についても成果を得た。

図２　ダブレット�V加熱結果結果（注）／（実験条件：密度４〜7.5×10¹⁹／ｍ³、プラズマ電流750〜800kA、トロイダル磁場2.0〜2.6テスラ）

　ダブレット�Vは、９月から前述のビッグ・ディー計画により、プラズマの体積を３倍増すための大型真空容器（25m³）への置き換え作業を開始した。来年末にはこの作業を終え、新大型真空容器を備えたダブレット�Vへの更新が完了し、日米共同実験を再開する。