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The effect of plasma shaping on high density H-mode SOL profiles and fluctuations in TCV

A. Stagni, N. Vianello, M. Agostini, C. Colandrea, S. Gorno, B. Labit, U. Sheikh, L. Simons, G. Sun, C.K. Tsui2024年Nuclear FusionIF 3出版社

The impact of plasma shaping on the properties of high density H-mode scrape-off layer (SOL) profiles and transport at the outer midplane has been investigated on Tokamakà configuration variable. The experimental dataset has been acquired by evolving the upper triangularity while keeping the other parameters constant. The scan comprises values between 0.0 and 0.6, excluding negative triangularity scenarios. Within this study, a transition from type-I edge localised modes to the quasi-continuous exhaust regime takes place from low to high . The modification of the upstream SOL profiles has been assessed, in terms of separatrix quantities, within the turbulence control parameter theoretical framework (Eich et al 2020 Nucl. Fusion 60 056016). The target parallel heat load and the upstream near-SOL density profiles have been shown to broaden significantly for increasing . Correspondingly, in the far SOL a density shoulder formation is observed when moving from low to high . These behaviours have been correlated with an enhancement of the SOL fluctuation level, as registered by wall-mounted Langmuir probes as well as the thermal helium beam diagnostic. Specifically, both the background and the filamentary-induced fluctuating parts of the first wall ion saturation current signal are larger at higher , with filaments being ejected more frequently into the SOL. Comparison of two pulses at the extremes of the scan range, but with otherwise same input parameters, shows that the midplane neutral pressure does not change much during the H-mode phase of the discharge. This indicates that indirect effects of the change in geometry, linked to first wall recycling sources, should not play a significant role. The total core radiation increases at high , on account of a stronger plasma–wall interaction and resulting larger carbon impurity intake from the first wall. This is likely associated to the enhanced first wall fluctuations, as well as a smaller outer gap and the close-to-double-null magnetic topology at high shaping.

日本語訳

高密度Hモードのスクレイプオフ層(SOL)プロファイルと外側中平面における輸送に対するプラズマ・シェイピングの影響が、トカマク・ア・コンフィギュレーション・バリアブルにおいて調査された。実験データセットは、他のパラメータを一定に保ったまま上三角度を変化させることによって取得された。スキャンは、負の三角度シナリオを除き、0.0から0.6までの上三角度の値を含む。本研究では、低い上三角度から高い上三角度へと移行するにつれて、タイプI周辺局在モードから準連続排気レジームへの遷移が生じる。上流SOLプロファイルの変化は、セパラトリクス量に関して、乱流制御パラメータの理論的枠組み(Eich et al 2020 Nucl. Fusion 60 056016)内で評価された。ターゲット平行熱負荷と上流のSOL近傍密度分布は、上三角度の増加に伴って有意に広がることが示された。対応して、遠方SOLでは、低い上三角度から高い上三角度へ移行する際に密度ショルダー形成が観察される。これらの挙動は、壁取付型ラングミュアプローブおよび熱ヘリウムビーム診断によって記録されたSOL変動レベルの増大と関連づけられた。具体的には、第一壁イオン飽和電流信号の背景成分とフィラメント誘起変動成分の両方が、より高い上三角度でより大きく、フィラメントがより頻繁にSOLへ放出される。上三角度スキャン範囲の両端にあるが、それ以外は同じ入力パラメータを持つ2つのパルスの比較は、放電のHモード位相の間、中平面の中性ガス圧力があまり変化しないことを示している。このことは、第一壁リサイクリング源に関連する幾何学形状変化の間接的効果が重要な役割を果たすべきではないことを示している。総コア放射は、より強いプラズマ–壁相互作用と、その結果として第一壁からのより大きな炭素不純物の取り込みにより、高い上三角度で増加する。これはおそらく、増大した第一壁変動、ならびに高シェイピングにおけるより小さな外側ギャップおよびほぼダブルヌル磁気トポロジーに関連している。

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H-modeScrape-off layerTCV
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