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ELM pace making and mitigation by pellet injection in ASDEX Upgrade

P.T. Lang, G.D. Conway, T. Eich, L. Fattorini, O. Gruber, S. Günter, L.D. Horton, S. Kalvin, A. Kallenbach, M. Kaufmann2004年被引用 197Nuclear FusionIF 3出版社

In ASDEX Upgrade, experimental efforts aim to establish pace making and mitigation of type-I edge localized modes (ELMs) in high confinement mode (H-mode) discharges. Injection of small size cryogenic deuterium pellets (∼(1.4 mm)2 × 0.2 mm ≈ 2.5 × 1019 D) at rates up to 83 Hz imposed persisting ELM control without significant fuelling, enabling for investigations well inside the type-I ELM regime. The approach turned out to meet all required operational features. ELM pace making was realized with the driving frequency ranging from 1 to 2.8 times the intrinsic ELM frequency, the upper boundary set by hardware limits. ELM frequency enhancement by pellet pace making causes much less confinement reduction than by engineering means like heating, gas bleeding or plasma shaping. Confinement reduction is observed in contrast to the typical for engineering parameters. Matched discharges showed triggered ELMs ameliorated with respect to intrinsic counterparts while their frequency was increased. No significant differences were found in the ELM dynamics with the available spatial and temporal resolution. By breaking the close correlation of ELM frequency and plasma parameters, pace making allows the establishment of fELM as a free parameter giving enhanced operational headroom for tailoring H-mode scenarios with acceptable ELMs. Use was made of the pellet pace making tool in several successful applications in different scenarios. It seems that further reduction of the pellet mass could be possible, eventually resulting in less confinement reduction as well.

日本語訳

ASDEXアップグレードでは、高閉じ込めモード(Hモード)放電におけるI型周辺局在モード(ELM)のペースメーキングと緩和を確立することを目的とした実験的努力がなされている。小型の極低温重水素ペレット(∼(1.4 mm)² × 0.2 mm ≈ 2.5 × 10¹⁹ D)を最大83 Hzの速度で入射することにより、有意な燃料供給を伴わずに持続的なELM制御を課し、I型ELM領域の内部での調査を可能にした。このアプローチは、要求されるすべての運転特性を満たすことが判明した。ELMペースメーキングは、固有ELM周波数の1倍から2.8倍の範囲の駆動周波数で実現され、上限はハードウェアの制約によって設定された。ペレットペースメーキングによるELM周波数向上は、加熱、ガス入射、プラズマ形状制御などの工学的手段による場合よりも、はるかに少ない閉じ込め低減しか引き起こさない。閉じ込め低減は、工学的パラメータに典型的なものとは対照的に観測される。整合した放電では、周波数が増加する一方で、トリガーされたELMは固有のELMと比較して改善された。利用可能な空間的・時間分解能では、ELMダイナミクスに有意な差は見られなかった。ELM周波数とプラズマパラメータの密接な相関を断ち切ることにより、ペースメーキングはf_ELMを自由パラメータとして確立することを可能にし、許容可能なELMを伴うHモードシナリオを調整するための運転余裕を拡大する。ペレットペースメーキングツールは、異なるシナリオにおいていくつかの成功した応用に使用された。ペレット質量のさらなる低減が可能である可能性があり、結果的により少ない閉じ込め低減にもつながると思われる。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)

wiki

ASDEXEdge localized modeASDEX UpgradePellet injection
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