The capability of the global, electromagnetic gyrokinetic GENE code interfaced with the transport Tango solver is exploited to address the impact of fusion alpha particles (in their dual role of fast particles and heating source) on plasma profiles and performance at JET in the discharges with the highest quasi-stationary peak fusion power during the DTE2 experimental campaigns. Employing radially global nonlinear electromagnetic GENE-Tango simulations, we compare results with/without alpha particles and alpha heating. Our findings reveal that alpha particles have a negligible impact on turbulent transport, with GENE-Tango converging to similar plasma profiles regardless of their inclusion as a kinetic species in GENE. On the other hand, alpha heating is found to contribute to the peaking of the electron temperature profiles, leading to a 1 keV drop on the on-axis electron temperature when alpha heating is neglected in Tango. The minimal impact of alpha particles on turbulent transport in this JET discharge–despite this being the shot with the highest fusion output–is attributed to the low content of fusion alpha in this discharge. To assess the potential impact of alpha particles on turbulent transport in regimes with higher alpha particle density, as expected in ITER and fusion reactors, we artificially increased the alpha particle concentration to levels expected for ITER. By performing global nonlinear GENE standalone simulations, we found that increasing the alpha particle density beyond five times the nominal value lead to significant overall turbulence destabilization. These results demonstrate that an increased alpha particle concentration can significantly impact transport properties under simulated JET experimental conditions. However, these findings cannot be directly extrapolated to ITER due to the substantial differences in parameters such as plasma size, magnetic field, plasma current, and thermal pressure.
輸送Tangoソルバーと結合された大域的電磁ジャイロ運動論GENEコードの能力を利用して、DTE2実験キャンペーン中に準定常的ピーク核融合出力が最も高かった放電におけるJETのプラズマ分布と性能に対する核融合アルファ粒子（高速粒子と加熱源という二重の役割を持つ）の影響に対処する。径方向大域的非線形電磁GENE-Tangoシミュレーションを用いて、我々はアルファ粒子とアルファ加熱のあり/なしの結果を比較する。我々の発見は、アルファ粒子が乱流輸送に無視できる影響を及ぼし、GENE-TangoがGENEにおける運動論的種としてそれらを含めるかどうかに関係なく同様のプラズマ分布に収束することを明らかにする。他方、アルファ加熱は電子温度分布のピーキングに寄与することが見出され、Tangoでアルファ加熱を無視した場合には軸上電子温度が1 keV低下する。このJET放電において、これが最高の核融合出力を持つショットであるにもかかわらず、アルファ粒子が乱流輸送に与える影響が最小限であるのは、この放電中の核融合アルファ含有量が低いことに起因する。ITERや核融合炉で期待されるような、より高いアルファ粒子密度の領域におけるアルファ粒子の乱流輸送への潜在的な影響を評価するため、我々はアルファ粒子濃度をITERで期待されるレベルまで人為的に増加させた。大域的非線形GENEスタンドアロンシミュレーションを実行することにより、アルファ粒子密度を公称値の5倍を超えて増加させると、全体的な乱流の有意な不安定化につながることが分かった。これらの結果は、シミュレートされたJET実験条件下で、増加したアルファ粒子濃度が輸送特性に有意に影響を与え得ることを示している。しかしながら、これらの知見は、プラズマサイズ、磁場、プラズマ電流、熱圧力などのパラメータにおける大幅な違いにより、ITERに直接外挿することはできない。