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Radiofrequency sheath rectification on WEST: application of the sheath-equivalent dielectric layer technique in tokamak geometry

W. Tierens, A. Kumar, C. Klepper, J. Lore, J.R. Myra, J. Hillairet, G. Urbanczyk, W. Helou, L. Colas, A. Grosjean2024年12月Nuclear FusionIF 3出版社

Radiofrequency sheath rectification is a phenomenon relevant to the operation of Ion Cyclotron Range of Frequencies (ICRFs) actuators in tokamaks. Techniques to model the sheath rectification on 3D ICRF antenna geometries have only recently become available (Shiraiw et al 2023 Nucl. Fusion63 026024; Beers et al 2021 Phys. Plasmas28 093503). In this work, we apply the 'sheath-equivalent dielectric layer' technique, used previously only on linear devices (Beers et al 2021 Phys. Plasmas28 103508), in tokamak geometry, computing rectified sheath potentials on the WEST ICRF antenna. Advancing the state of the art in sheath rectification modeling, we compute the sheath potentials not just on the limiters, but also on the Faraday Screen bars. The calculations show a peak rectified DC potential of 300 V on the limiters and 500 V on the Faraday screen. Assuming a typical sputtering yield curve, the RF sheath rectification increases the sputtering yield from the limiters by a factor of 2.6 w.r.t. the sputtering due to the non-rectified thermal sheath.

日本語訳

Radiofrequencyシース整流は、トカマクにおけるイオンサイクロトロン周波数帯(ICRFs)アクチュエータの動作に関連する現象である。3次元ICRFアンテナ形状上のシース整流をモデル化する手法は、ごく最近になって利用可能になった(Shiraiw et al 2023 Nucl. Fusion63 026024; Beers et al 2021 Phys. Plasmas28 093503)。本研究では、これまで線形装置でのみ使用されてきた「シース等価誘電体層」手法(Beers et al 2021 Phys. Plasmas28 103508)をトカマク形状に適用し、WEST ICRFアンテナ上の整流されたシース電位を計算する。シース整流モデリングの最先端を進め、リミッタ上だけでなくファラデーシールドバー上でもシース電位を計算する。計算の結果、リミッタ上では最大で300 V、ファラデーシールド上では500 Vの整流されたDC電位が示された。典型的なスパッタ収率曲線を仮定すると、RFシース整流により、非整流の熱シースによるスパッタリングと比較して、リミッタからのスパッタ収率が2.6倍増加する。

wiki

Plasma sheathWEST

AIによる論文要約

WESTにおけるラジオ周波数シース整流:トカマク形状でのシース等価誘電体層手法の適用
JAこの論文は、トカマクのICRFシステムの設計と運転に関心のある研究者や技術者に役立つと考えられます。プラズマ物理の学生にも、ICRFシステムの基本的な動作原理を理解する上で参考になるでしょう。#トカマク #ICRF #シース整流 #スパッタリング #プラズマ物理
LLM向け: {'Title': 'ラジオ周波数シース整流のWESTへの適用:トカマク形状でのシース等価誘電体層手法の利用', 'Author(s)': '不明', 'Res…

この論文では、トカマクのICRF(イオン サイクロトロン 周波数範囲)アンテナにおけるラジオ周波数シース整流の問題を扱っています。シース等価誘電体層手法を用いて、WEST ICRFアンテナの整流シース電位を計算しています。リミターとファラデーケージバーの両方で最大300Vと500Vの整流電位が得られ、スパッタリング収率が2.6倍増加することが示されています。

Radiofrequency sheath rectification on WEST: application of the sheath-equivalent dielectric layer technique in tokamak geometry
ENThis paper is of interest to fusion researchers and engineers working on ICRF systems in tokamaks, as it advances the state of the art in modeling sheath rectification and its impact on plasma-facing components.#RFsheathRectification #ICRFactuators #TokamaKGeometry #PlasmaFacingComponents
LLM向け: {'Title': 'Radiofrequency sheath rectification on WEST: application of the sheat…

This paper investigates radiofrequency (RF) sheath rectification, a phenomenon that affects the performance of Ion Cyclotron Range of Frequencies (ICRF) actuators in tokamaks. The researchers apply a technique called 'sheath-equivalent dielectric layer' to model the sheath rectification on the WEST ICRF antenna, including the Faraday screen bars. Their calculations show high rectified DC potentials, which can increase sputtering from the limiters and Faraday screen.

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