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Toroidal Alfvén eigenmode stability in JET internal transport barrier afterglow experiments

M. Fitzgerald, S.E. Sharapov, P. Siren, E. Tholerus, M. Dreval, G. Szepesi, P. Vallejos, T. Johnson, N. Fil, J. Ferreira2022年被引用 6Nuclear FusionIF 3出版社

In this work, we use reduced and perturbative models to examine the stability of toroidal Alfvén eigenmodes (TAEs) during the internal transport barrier (ITB) afterglow in JET experiments designed for the observation of alpha driven TAEs. We demonstrate that in JET-like conditions, it is sufficient to use an incompressible cold plasma model for the TAE to reproduce the experimental adiabatic features such as frequency and position. When ion cyclotron resonant heating (ICRH) is used to destabilize TAEs, the core-localised modes that are predicted to be most strongly driven by minority ICRH fast ions correspond to the modes observed in the DD experiments, and conversely, modes that are predicted to not be driven are not observed. Linear damping rates due to a variety of mechanisms acting during the afterglow are calculated, with important contributions coming from the neutral beam and radiative damping. For DT equivalent extrapolations of discharges without ICRH heating, we find that for the majority of modes, alpha drive is not sufficient to overcome radiative damping.

日本語訳

本稿では、内部輸送障壁(ITB)減衰期におけるトロイダル・アルフヴェン固有モード(TAE)の安定性を、縮約モデルおよび摂動モデルを用いて調べる。対象とするのは、アルファ粒子励起TAEの観測を目的として設計されたJET実験である。JETに類似した条件下では、TAEの周波数や位置といった実験的に観測される断熱的特徴を再現するには、非圧縮性冷プラズマモデルで十分であることを示す。イオンサイクロトロン共鳴加熱(ICRH)を用いてTAEを不安定化させた場合、少数派イオンのICRH高速粒子によって最も強く励起されると予測される芯付近に局在したモードが、DD実験で観測されたモードに対応する。逆に、励起されないと予測されたモードは観測されない。減衰期に作用する多様な機構による線形減衰率を計算した結果、中性粒子ビームと放射減衰が重要な寄与をすることがわかった。ICRH加熱を行わない放電のDT等価外挿では、大半のモードについて、アルファ粒子駆動は放射減衰を上回るのに十分ではないことが判明した。

装置

jet高精度(タイトル一致)

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JETAlfvén waveAlfvén eigenmodeTransport barrierInternal transport barrierToroidal Alfvén Eigenmode
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