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Spatiotemporal response of plasma edge density and temperature to non-axisymmetric magnetic perturbations at ASDEX Upgrade

R Fischer, J C Fuchs, R McDermott, S K Rathgeber, W Suttrop, M Willensdorfer, E Wolfrum, the ASDEX Upgrade Team2012年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Non-axisymmetric magnetic perturbations (MPs) were successfully applied at ASDEX Upgrade to substantially reduce the plasma energy loss and peak divertor power load that occur concomitant with type-I edge localized modes (ELMs). The response of electron density edge profiles and temperature and pressure pedestal-top values to MPs are reported. ELM mitigation is observed above an edge density threshold and independent of the MPs being resonant or non-resonant with the edge safety factor. The edge electron collisionality appears not to be appropriate to separate mitigated from non-mitigated discharges for the present high-collisionality plasmas. No significant change in the position or gradient of the edge density profile could be observed for the transition into the ELM-mitigated phase, except from the effect of the three-dimensional MP field which leads to an apparent profile shift. An increase in the density and decrease in the temperature at the pedestal-top balance such that the pressure saturates at the value of the pre-mitigated phase. The plasma stored energy, the normalized plasma pressure, and the H-mode quality factor follow closely the evolution of the pedestal-top pressure and thus remain almost unaffected. The temporal evolution of the ion effective charge shows that the impurity content does not increase although flushing through type-I ELMs is missing. The type-I ELMs are replaced in the mitigated phase by small-scale and high-frequency edge perturbations. The effect of the small bursts on the density profile, which is correlated with a transient increase of the divertor thermoelectric current, is small compared with the effect of the type-I ELMs. The residual scatter of the profiles in the mitigated phase is small directly after the transition into the ELM-mitigated phase and increases again when the pressure saturates at the value of the pre-mitigated phase.

日本語訳

非軸対称磁気摂動(MP)は、ASDEX Upgradeにおいて、I型エッジ局在モード(ELM)に伴って発生するプラズマエネルギー損失とダイバータへのピーク熱負荷を大幅に低減するために、首尾よく適用された。MPに対する電子密度エッジプロファイルと、温度および圧力のペデスタル頂上値の応答について報告する。ELM緩和は、エッジ密度閾値以上で観測され、MPがエッジ安全係数に対して共鳴的であるか非共鳴的であるかには依存しない。エッジ電子衝突頻度は、今回の高衝突頻度プラズマにおいて、緩和された放電と緩和されていない放電を分離する指標としては適切ではないと思われる。ELM緩和相への遷移において、エッジ密度プロファイルの位置または勾配に有意な変化は観測されなかった。ただし、見かけ上のプロファイルシフトを引き起こす三次元MP場の効果は除く。ペデスタル頂上における密度の増加と温度の減少は、圧力が緩和前の値で飽和するように釣り合っている。プラズマ蓄積エネルギー、規格化プラズマ圧力、およびHモード品質係数は、ペデスタル頂上圧力の変化に密接に追従し、したがってほぼ影響を受けないままである。イオン実効電荷の時間発展は、I型ELMによるフラッシングが欠如しているにもかかわらず、不純物含有量が増加しないことを示している。I型ELMは、緩和相において、小規模で高周波のエッジ摂動によって置き換えられる。ダイバータ熱電電流の過渡的な増加と相関する小バーストが密度プロファイルに及ぼす影響は、I型ELMの影響と比較して小さい。緩和相におけるプロファイルの残差散乱は、ELM緩和相への遷移直後には小さく、圧力が緩和前の値で飽和するにつれて再び増加する。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)

wiki

ASDEXASDEX UpgradeMagnetic perturbation
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