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Measurement, correction and implications of the intrinsic error fields on MAST

A Kirk, Yueqiang Liu, R Martin, G Cunningham, D Howell, the MAST Team2014年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The misalignment of field coils in tokamaks can lead to toroidal asymmetries in the magnetic field, which are known as intrinsic error fields. These error fields often lead to the formation of locked modes in the plasma, which limit the lowest density that is achievable. Measurements on MAST suggest that the dominant source of the intrinsic error field is due to the P4 and P5 poloidal field coils. A direct measurement of the toroidal asymmetry of the fields from these coils has been made, which has then been parametrized in terms of distortions to the coils. Empirically the error fields are corrected using error field correction coils, where the optimum correction is found by determining the current required to ensure that the discharge is furthest from the onset of a locked mode. Assuming that the dominant n = 1 error field is produced by the P4 and P5 coils, the empirically derived corrections have been compared with the known distortion of these coils. In the vacuum approximation there is a factor of ∼3 difference between the predicted and empirically determined correction. When the plasma response is included better agreement is obtained, but there are still some cases where the agreement is not good. The results suggest that other effects may be important. These include on the experimental side additional unmeasured sources of the error field or on the theory side the non-linear coupling of the error field to the plasma.

日本語訳

トカマクにおけるフィールドコイルの位置ずれは、固有誤差磁場として知られるトロイダル方向の非対称性を引き起こす可能性がある。これらの誤差磁場は、しばしばプラズマ中のロックモードの形成につながり、達成可能な最低密度を制限する。MASTにおける測定は、固有誤差磁場の主な原因がP4およびP5ポロイダルフィールドコイルにあることを示唆している。これらのコイルからの磁場のトロイダル非対称性の直接測定が行われ、その後、コイルの変形の観点からパラメータ化された。経験的には、誤差磁場は誤差磁場補正コイルを用いて補正され、最適な補正は、ロックモードの発生開始から最も遠い状態を確保するために必要な電流を決定することによって見出される。支配的なn = 1誤差磁場がP4およびP5コイルによって生成されると仮定すると、経験的に導出された補正は、これらのコイルの既知の変形と比較されてきた。真空近似では、経験的に予測された補正と実際に決定された補正の間には約3倍の差がある。プラズマ応答を含めるとより良い一致が得られるが、それでも一致が良好でない場合がいくつか存在する。これらの結果は、他の効果が重要である可能性を示唆している。これには、実験側では追加の未測定の誤差磁場源、理論側では誤差磁場とプラズマとの非線形結合が含まれる。

装置

mast高精度(タイトル一致)

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MASTError field
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