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Impact of a pulsed supersonic deuterium gas jet on the ELM behaviour in ASDEX Upgrade

P T Lang, J Neuhauser, J Bucalossi, A Chankin, D P Coster, R Drube, R Dux, G Haas, L D Horton, S Kalvin2005年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The possibility for pacing of type-I edge localized modes (ELMs) in H-mode plasmas by intermittent gas injection was investigated in ASDEX Upgrade as a possible alternative to, and in comparison with, ELM control by pellets. A Laval nozzle type molecular deuterium injector was used, delivering 1.7 ms long jets with up to about 1020D per pulse at a supersonic flow velocity of 2.2 km s−1. With a repetition rate of 2 Hz and a fast rise time of ≈25 µs, comparable to typical ELM rise times, the injector seemed to be well-suited for single ELM trigger tests. When applied to H-mode discharges with a moderate type-I ELM frequency of 40–60 Hz, no prompt (<0.5 ms) ELM triggering could be achieved, in contrast to the experience with pellets. There was, however, clear evidence for a delayed effect in the form of an inverse correlation of the gas pulse amplitude with the time interval between the gas pulse and the next ELM. The apparent lack of prompt ELM triggering seems to be due to a self-blocking of the gas jet by an extremely fast formation of a high density plasma layer in the separatrix vicinity, while the delayed effect may be simply caused by the jet-induced axisymmetric edge profile modification, similar to the delayed ELM cascade observed after a prompt ELM in case of large pellet injection. The delayed trigger effect observed might still be useful for ELM control in future machines, but the related high gas fuelling at elevated pulse frequency could make it unattractive in view of overall plasma performance.

日本語訳

Hモードプラズマにおける間欠的なガス入射によるI型ELMのペーシングの可能性が、ペレットによるELM制御の代替手段として、また比較対象として、ASDEX Upgradeにおいて調査された。ラバルノズル型の分子状重水素インジェクターが使用され、超音速流速度2.2 km/sで1パルスあたり約10^20個の重水素を最大で供給し、パルス持続時間は1.7 msであった。繰り返し周波数2 Hz、立ち上がり時間約25 µs(典型的なELMの立ち上がり時間に相当)により、このインジェクターは単一ELMトリガー試験に適していると思われた。しかし、I型ELM周波数が40–60 Hzの中程度のHモード放電に適用した場合、ペレットでの経験とは対照的に、即時的(<0.5 ms)なELMトリガーは達成できなかった。その一方で、ガスパルス振幅と次のELMまでの時間間隔との間に逆相関があるという形で、遅延効果の明確な証拠が得られた。即時的なELMトリガーが生じなかった見かけ上の理由は、セパラトリクス近傍における高密度プラズマ層の極めて速い形成によるガスジェットの自己遮蔽であると思われる。一方、遅延効果は、大型ペレット入射の場合に即時ELM後に観測される遅延ELMカスケードと同様に、ジェット誘起による軸対称な境界部プロファイルの変化によって単純に引き起こされている可能性がある。観測された遅延トリガー効果は、将来の装置におけるELM制御に依然として有用である可能性があるが、高いパルス周波数での関連する多量のガス燃料供給は、全体のプラズマ性能の観点から魅力を損なう可能性がある。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)

wiki

JETASDEXEdge localized modeASDEX UpgradeDeuterium
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