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The isotope effect in the RFX-mod experiment

R. Lorenzini, M. Agostini, F. Auriemma, L. Carraro, G. De Masi, A. Fassina, P. Franz, M. Gobbin, P. Innocente, M.E. Puiatti2015年被引用 15Nuclear FusionIF 3出版社

The isotope effect in the reversed field pinch magnetic configuration is investigated for the first time comparing hydrogen and deuterium plasmas of the RFX-mod experiment. The picture which emerges has several similarities with the results of tokamak experiments, since plasma properties improve increasing the isotope mass Mi. The electron temperature is higher in deuterium than in hydrogen in a large fraction of the plasma volume (r/a < 0.9) and the energy confinement time scales . The particle influx is significantly reduced and the particle confinement time scales . The effect on confinement is mainly due to the mitigation of transport at the edge, internally to the scrape-off layer where long range correlations have been detected. Moreover a modification of magnetohydrodynamic properties is observed. Increasing Mi brings about a stabilizing effect on tearing modes, and increases the tendency of plasma to produce quasi-single helicity, which becomes longer, purer and more resilient to weak sawtoothing. Finally, the dynamo process that sustains the magnetic configuration becomes more discrete.

日本語訳

逆転磁場ピンチ磁気配位における同位体効果が、RFX-mod実験の水素プラズマと重水素プラズマを比較することにより初めて調査された。明らかになった像はトカマク実験の結果と幾つかの類似点を有しており、プラズマ特性は同位体質量Miの増加とともに改善する。電子温度は重水素において水素よりも高い値をプラズマ体積の大部分(r/a < 0.9)で示し、エネルギー閉じ込め時間はτE ∝ Mi^0.5に従ってスケーリングする。粒子流入は有意に低減され、粒子閉じ込め時間はτp ∝ Mi^0.6に従ってスケーリングする。閉じ込めへの影響は主として、長距離相関が検出されているスクレイプオフ層の内側である端部における輸送の緩和に起因する。さらに、磁気流体力学特性の変化が観測される。Miの増加はテアリングモードに対して安定化効果をもたらし、プラズマが準単一ヘリシティを生成する傾向を高め、それはより長く、より純粋で、弱い鋸歯状振動に対してより頑健になる。最後に、磁気配位を維持するダイナモ過程はより離散的になる。

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