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Comparative modelling of lower hybrid current drive with two launcher designs in the Tore Supra tokamak

E. Nilsson, J. Decker, Y. Peysson, J.-F. Artaud, A. Ekedahl, J. Hillairet, T. Aniel, V. Basiuk, M. Goniche, F. Imbeaux2013年被引用 25Nuclear FusionIF 3出版社

Fully non-inductive operation with lower hybrid current drive (LHCD) in the Tore Supra tokamak is achieved using either a fully active multijunction (FAM) launcher or a more recent ITER-relevant passive active multijunction (PAM) launcher, or both launchers simultaneously. While both antennas show comparable experimental efficiencies, the analysis of stability properties in long discharges suggest different current profiles. We present comparative modelling of LHCD with the two different launchers to characterize the effect of the respective antenna spectra on the driven current profile. The interpretative modelling of LHCD is carried out using a chain of codes calculating, respectively, the global discharge evolution (tokamak simulator METIS), the spectrum at the antenna mouth (LH coupling code ALOHA), the LH wave propagation (ray-tracing code C3PO), and the distribution function (3D Fokker–Planck code LUKE). Essential aspects of the fast electron dynamics in time, space and energy are obtained from hard x-ray measurements of fast electron bremsstrahlung emission using a dedicated tomographic system. LHCD simulations are validated by systematic comparisons between these experimental measurements and the reconstructed signal calculated by the code R5X2 from the LUKE electron distribution. An excellent agreement is obtained in the presence of strong Landau damping (found under low density and high-power conditions in Tore Supra) for which the ray-tracing model is valid for modelling the LH wave propagation. Two aspects of the antenna spectra are found to have a significant effect on LHCD. First, the driven current is found to be proportional to the directivity, which depends upon the respective weight of the main positive and main negative lobes and is particularly sensitive to the density in front of the antenna. Second, the position of the main negative lobe in the spectrum is different for the two launchers. As this lobe drives a counter-current, the resulting driven current profile is also different for the FAM and PAM launchers.

日本語訳

Tore Supraトカマクにおける低混成波電流駆動(LHCD)を用いた完全非誘導運転は、完全アクティブマルチ接合(FAM)ランチャー、またはより新しいITER関連のパッシブアクティブマルチ接合(PAM)ランチャー、あるいは両方のランチャーを同時に用いることによって達成される。両アンテナは同等の実験効率を示す一方、長時間放電における安定性特性の解析は、異なる電流分布を示唆している。我々は、2つの異なるランチャーを用いたLHCDの比較モデリングを提示し、それぞれのアンテナスペクトルが駆動電流分布に及ぼす影響を特徴付ける。LHCDの解釈的モデリングは、それぞれ全体の放電発展(トカマクシミュレータMETIS)、アンテナ口におけるスペクトル(LH結合コードALOHA)、LH波伝播(光線追跡コードC3PO)、および分布関数(3Dフォッカー・プランクコードLUKE)を計算する一連のコードを用いて実施される。高速電子の時間・空間・エネルギーにおける動力学の本質的側面は、専用のトモグラフィーシステムを用いた高速電子制動放射の硬X線測定から得られる。LHCDシミュレーションは、これらの実験測定と、LUKE電子分布からコードR5X2によって計算された再構成信号との系統的比較によって検証される。強いランダウ減衰が存在する場合(Tore Supraにおける低密度・高パワー条件下で見られる)、光線追跡モデルがLH波伝播のモデリングに有効であることが確認され、優れた一致が得られる。アンテナスペクトルの2つの側面がLHCDに有意な影響を及ぼすことが見出された。第一に、駆動電流は指向性に比例することが見出され、これは主正ローブと主負ローブのそれぞれの重みに依存し、アンテナ前方の密度に特に敏感である。第二に、スペクトルにおける主負ローブの位置は2つのランチャーで異なる。このローブが逆方向電流を駆動するため、結果として得られる駆動電流分布もFAMランチャーとPAMランチャーで異なる。

装置

iter中精度(概要文一致)

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Current driveLower hybridTore SupraLower hybrid current drive
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