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Extending the physics basis of quiescent H-mode toward ITER relevant parameters

W.M. Solomon, K.H. Burrell, M.E. Fenstermacher, A.M. Garofalo, B.A. Grierson, A. Loarte, G.R. McKee, R. Nazikian, T.H. Osborne, P.B. Snyder2015年被引用 12Nuclear FusionIF 3出版社

Recent experiments on DIII-D have addressed several long-standing issues needed to establish quiescent H-mode (QH-mode) as a viable operating scenario for ITER. In the past, QH-mode was associated with low density operation, but has now been extended to high normalized densities compatible with operation envisioned for ITER. Through the use of strong shaping, QH-mode plasmas have been maintained at high densities, both absolute () and normalized Greenwald fraction (). In these plasmas, the pedestal can evolve to very high pressure and edge current as the density is increased. High density QH-mode operation with strong shaping has allowed access to a previously predicted regime of very high pedestal dubbed 'Super H-mode'. Calculations of the pedestal height and width from the EPED model are quantitatively consistent with the experimentally observed density evolution. The confirmation of the shape dependence of the maximum density threshold for QH-mode helps validate the underlying theoretical model of peeling-ballooning modes for edge localized mode (ELM) stability. In general, QH-mode is found to achieve ELM-stable operation while maintaining adequate impurity exhaust, due to the enhanced impurity transport from an edge harmonic oscillation, thought to be a saturated kink-peeling mode driven by rotation shear. In addition, the impurity confinement time is not affected by rotation, even though the energy confinement time and measured shear are observed to increase at low toroidal rotation. Together with demonstrations of high beta, high confinement and low for many energy confinement times, these results suggest QH-mode as a potentially attractive operating scenario for the ITER mission.

日本語訳

最近のDIII-Dでの実験は、静止Hモード(QHモード)をITERの実現可能な運転シナリオとして確立するために必要な、いくつかの長年の課題に取り組んだ。過去には、QHモードは低密度運転と関連付けられていたが、現在ではITERで想定される運転と両立する高い規格化密度まで拡張されている。強い成形を利用することで、QHモードプラズマは高密度(絶対密度()および規格化グリーンワルド割合()の両方)で維持されてきた。これらのプラズマでは、密度が増加するにつれて、ペデスタルが非常に高い圧力とエッジ電流へと発展し得る。強い成形を伴う高密度QHモード運転により、以前に予測されていた「スーパーHモード」と呼ばれる非常に高いペデスタルの領域へのアクセスが可能となった。EPEDモデルからのペデスタルの高さと幅の計算は、実験的に観測された密度発展と定量的に一致する。QHモードの最大密度閾値の形状依存性の確認は、エッジ局在モード(ELM)安定性に対するピーリング・バルーニングモードの基礎となる理論モデルの検証に役立つ。一般に、QHモードは、回転シアによって駆動されると考えられる飽和キンク・ピーリングモードであるエッジ高調波振動からの強化された不純物輸送により、適切な不純物排気を維持しながらELM安定な運転を達成することが見出されている。さらに、不純物閉じ込め時間は回転の影響を受けないが、エネルギー閉じ込め時間と測定されたシアは低トロイダル回転で増加することが観測されている。高ベータ、高閉じ込め、および多くのエネルギー閉じ込め時間にわたる低の実証と合わせて、これらの結果は、QHモードがITERミッションにとって潜在的に魅力的な運転シナリオであることを示唆している。

装置

iter高精度(タイトル一致)diii-d低精度(概要文一致)

wiki

ITERH-mode
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