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Beam-ion confinement for different injection geometries

W W Heidbrink, M Murakami, J M Park, C C Petty, M A Van Zeeland, J H Yu, G R McKee2009年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The DIII-D tokamak is equipped with neutral beam sources that inject in four different directions; in addition, the plasma can be moved up or down to compare off-axis with on-axis injection. Fast-ion data for eight different conditions have been obtained: co/counter, near-tangential/near-perpendicular and on-axis/off-axis. Neutron measurements during short beam pulses assess prompt and delayed losses under low-power conditions. As expected, co-injection has fewer losses than counter, tangential fewer than perpendicular and on-axis fewer than off-axis; the differences are greater at low current than at higher current. The helicity of the magnetic field has a weak effect on the overall confinement. Fast-ion Dα (FIDA) and neutron measurements diagnose the confinement at higher power. The basic trends are the same as in low-power plasmas but, even in plasmas without long wavelength Alfvén modes or other MHD, discrepancies with theory are observed, especially in higher temperature plasmas. At modest temperature, two-dimensional images of the FIDA light are in good agreement with the simulations for both on-axis and off-axis injection. Discrepancies with theory are more pronounced at low fast-ion energy and at high plasma temperature, suggesting that fast-ion transport by microturbulence is responsible for the anomalies.

日本語訳

DIII-Dトカマクは、4つの異なる方向に注入する中性粒子ビーム源を備えており、さらにプラズマを上下に移動させて、オフアクシス注入とオンアクシス注入を比較することができる。8つの異なる条件下での高速イオンデータが取得されている:コ注入/カウンター注入、ニア接線方向/ニア垂直方向、オンアクシス/オフアクシスである。短パルス中性粒子ビーム中の中性子測定により、低出力条件下での即時損失と遅延損失が評価される。予想通り、コ注入はカウンター注入よりも損失が少なく、接線方向は垂直方向よりも、オンアクシスはオフアクシスよりも損失が少ない。その差は、高電流時よりも低電流時の方が大きい。磁場のヘリシティは、全体の閉じ込めに弱い影響を与える。高速イオンDα(FIDA)および中性子測定は、高出力時の閉じ込めを診断する。基本的な傾向は低出力プラズマの場合と同じであるが、長波長のアルフヴェン固有モードやその他のMHDモードが存在しないプラズマでも、理論との不一致が観測される。特に高温プラズマにおいて顕著である。中程度の温度では、FIDA光の2次元画像は、オンアクシス注入とオフアクシス注入の両方についてシミュレーションとよく一致する。理論との不一致は、低い高速イオンエネルギーおよび高いプラズマ温度でより顕著であり、マイクロ乱流による高速イオン輸送が異常の原因であることを示唆している。

装置

diii-d中精度(概要文一致)
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