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Test of electrical resistivity and current diffusion modelling on MAST and JET

D.L. Keeling, C.D. Challis, I. Jenkins, N.C. Hawkes, I. Lupelli, C. Michael, M.F.M. de Bock, the MAST Team, JET contributors2018年被引用 4Nuclear FusionIF 3出版社

Experiments have been carried out on the MAST and JET tokamaks intended to compare the electrical resistivity of the plasma with theoretical formulations. The tests consist of obtaining motional stark effect (MSE) measurements in MHD-free plasmas during plasma current ramp-up (JET and MAST), ramp-down (MAST) and in stationary state (JET and MAST). Simulations of these plasmas are then performed in which the current profile evolution is calculated according to the poloidal field diffusion equation (PFDE) with classical or neoclassical resistivity. Synthetic MSE data are produced in the simulations for direct comparison with the experimental data. It is found that the toroidal current profile evolution modelled using neoclassical resistivity did not match the experimental observations on either device during current ramp-up or ramp-down as concluded from comparison of experimental and synthetic MSE profiles. In these phases, use of neoclassical resistivity in the modelling systematically overestimates the rate of current profile evolution. During the stationary state however, the modelled toroidal current profile matched experimental observations to a high degree of accuracy on both devices using neoclassical resistivity. Whilst no solution to the mismatch in the dynamic phases of the plasma is proposed, it is suggested that some physical process other than MHD which is not captured by the simple diffusive model of current profile evolution is responsible.

日本語訳

MASTおよびJETトカマクにおいて、プラズマの電気抵抗率を理論的定式化と比較することを目的とした実験が実施された。実験は、MHDのないプラズマ中で、プラズマ電流立ち上げ時(JETおよびMAST)、電流立ち下げ時(MAST)、および定常状態(JETおよびMAST)におけるモーションル・スターク効果(MSE)測定から構成される。その後、これらのプラズマのシミュレーションが実施され、電流分布の時間発展が古典的または新古典的抵抗率を用いたポロイダル磁場拡散方程式(PFDE)に従って計算された。シミュレーションでは、実験データとの直接比較のための合成MSEデータが生成された。その結果、電流立ち上げ時および立ち下げ時において、新古典的抵抗率を用いてモデル化されたトロイダル電流分布の時間発展は、実験的観測と一致しないことが、実験と合成MSEデータの比較から結論づけられた。これらの段階では、モデリングにおける新古典的抵抗率の使用は、電流分布の時間発展速度を系統的に過大評価する。しかしながら、定常状態では、新古典的抵抗率を用いたモデル化されたトロイダル電流分布は、両装置において実験的観測と高い精度で一致した。プラズマの動的段階における不一致の解決策は提案されていないが、単純な電流分布拡散モデルでは捕捉されない、MHD以外の何らかの物理過程がその原因であることが示唆される。

装置

jet高精度(タイトル一致)mast高精度(タイトル一致)

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JETMAST
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