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Ergodic divertor experiments on the route to steady state operation of Tore Supra

P. Ghendrih, M. Bécoulet, L. Costanzo, Y. Corre, C. Grisolia, A. Grosman, R. Guirlet, J.P. Gunn, T. Loarer, P. Monier-Garbet2001年被引用 14Nuclear FusionIF 3出版社

Ergodic divertor operation on Tore Supra is characterized by good performance in terms of divertor physics. Control of particle recirculation and impurity screening are related to the symmetry, both poloidally and toroidally, of the shell of open field lines and to its radial extent, Δr ≈ 0.16 m. Feedback control of the divertor plasma temperature has led to controlled radiative divertor experiments. In particular, good performance is obtained when the plasma is controlled to be at a temperature comparable to the energy involved in the atomic processes (15-20 eV). For standard discharges with 5 MW total power and ICRH heating, the low parallel energy flux ≈ 10 MW m-2 is reduced to ≈ 3 MW m-2 with nitrogen injection. This is achieved at a modest cost in core dilution, ΔZeff ≈ 0.3. Despite the large volume of open field lines ( ≈ 36%), the ergodic divertor does not reduce the possible current in the discharge since stable discharges are achieved with qsep ≈ 2. It is shown that the reorganization of the current profile in conjunction with a transport barrier in the electron temperature on the separatrix stabilizes the (2,1) tearing mode. Confinement follows the standard L mode confinement. In a few cases at high density and with no gas injection (wall fuelled discharges), `RI-like' modes are reported with a modest increase in confinement ( ≈ 40%). Despite the lack of core fuelling on Tore Supra, high densities during ICRH pulses can be achieved with Greenwald fractions fG ≈ 1. Compatibility with both ICRH and LH is demonstrated. In particular, long pulse operation with a flat-top in excess of 20 s is achieved with LHCD.

日本語訳

Tore Supraにおけるエルゴディックダイバータ運転は、ダイバータ物理の観点から優れた性能を特徴とする。粒子再循環の制御と不純物遮蔽は、開いた磁力線のシェルのポロイダルおよびトロイダル方向の対称性と、その径方向幅Δr ≈ 0.16 mに関連している。ダイバータプラズマ温度のフィードバック制御により、制御された放射ダイバータ実験が可能となった。特に、原子過程に関与するエネルギー(15–20 eV)に相当する温度にプラズマを制御した場合に優れた性能が得られる。全加熱電力5 MW、ICRH加熱を伴う標準放電では、低い平行熱流束≈ 10 MW m⁻²が窒素入射により≈ 3 MW m⁻²に低減される。これは、コア希釈のコストΔZeff ≈ 0.3で達成される。開いた磁力線の体積が大きいにもかかわらず(≈ 36%)、エルゴディックダイバータは放電電流の可能性を低下させない。なぜなら、q ≈ 2での安定放電が達成されるからである。セパラトリクス上の電子温度における輸送障壁と連動した電流分布の再編成が、(2,1)ティアリングモードを安定化することが示されている。閉じ込めは標準的なLモード閉じ込めに従う。高密度かつガス入射なし(壁供給放電)のいくつかのケースでは、閉じ込めの緩やかな向上(≈ 40%)を伴う「RI様」モードが報告されている。コアへの燃料供給がないにもかかわらず、Tore SupraではICRHパルス中にグリーンフラクションfG ≈ 1の高密度が達成可能である。ICRHとLHの両方との両立性が実証されている。特に、LHCDを用いた20秒を超えるフラットトップを有する長時間パルス運転が達成されている。

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DivertorSteady stateTore SupraErgodic divertor
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