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The role of isotope mass and transport for H-mode access in tritium containing plasmas at JET with ITER-like wall

G Birkenmeier, E R Solano, I S Carvalho, J C Hillesheim, E Delabie, E Lerche, D Taylor, D Gallart, M J Mantsinen, C Silva2023年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The required heating power, , to access the high confinement regime (H-mode) in tritium containing plasmas is investigated in JET with ITER-like wall at a toroidal magnetic field of T and a plasma current of MA. , also referred to as the L-H power threshold, is determined in plasmas of pure tritium as well as mixtures of hydrogen with tritium (H-T) and mixtures of deuterium with tritium (D-T), and is compared to the L-H power threshold in plasmas of pure hydrogen and pure deuterium. It is found that, for otherwise constant parameters, is not the same in plasmas with the same effective isotope mass, , when they differ in their isotope composition. Thus, is not sufficient to describe the isotope effect of in a consistent manner for all considered isotopes and isotope mixtures. The electron temperature profiles measured at the L-H transition in the outer half of the radius are very similar for all isotopes and isotope mixtures, despite the fact that the L-H power threshold varies by a factor of about six. This finding, together with the observation of an offset linear relation between the L-H power threshold, , and an effective heat diffusivity, , indicates that the composition-dependent heat transport in the low confinement mode (L-mode) determines, how much power is needed to reach the necessary electron temperatures at the edge, and hence .

日本語訳

高閉じ込めモード(Hモード)に到達するために必要な加熱パワー、 、は、ITERライク壁を備えたJETにおいて、トロイダル磁場 T およびプラズマ電流 MA の条件下で、トリチウムを含むプラズマ中で調査される。 、別名L-Hパワー閾値とも呼ばれるが、純粋なトリチウム、ならびに水素とトリチウムの混合(H-T)および重水素とトリチウムの混合(D-T)のプラズマ中で決定され、純粋な水素および純粋な重水素のプラズマ中のL-Hパワー閾値と比較される。他のパラメータが一定であっても、 、有効同位体質量 、が同じであるプラズマ中では、同位体組成が異なると同じ値にはならないことが見出された。したがって、 、考慮したすべての同位体および同位体混合物に対して、 の同位体効果を一貫して記述するには十分ではない。L-H遷移時における外側半径領域の電子温度分布は、L-Hパワー閾値が約6倍変化するにもかかわらず、すべての同位体および同位体混合物に対して非常に類似している。この発見は、L-Hパワー閾値 、と有効熱拡散係数 、の間のオフセットを伴う線形関係の観測とともに、低閉じ込めモード(Lモード)における組成依存性のある熱輸送が、端部で必要な電子温度に到達するために必要なパワーを決定し、したがって 、を決定することを示している。

装置

iter高精度(タイトル一致)jet高精度(タイトル一致)

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ITERJETTritiumH-modeITER-like wall
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