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ITER edge-localized modes control coils: the effect on fast ion losses and edge confinement properties

T Koskela, O Asunta, E Hirvijoki, T Kurki-Suonio, S Äkäslompolo2012年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The magnetic perturbations due to in-vessel coils, foreseen to mitigate edge-localized modes (ELMs) in ITER, could also compromise the confinement of energetic ions. We simulate the losses of fusion alpha particles and neutral beam injection-generated fast ions in ITER under the influence of the 3D perturbations caused by toroidal field coils, ferritic inserts, test blanket modules and ELM control coils (ECCs) with the ASCOT code. The ECCs are found to stochastize the magnetic field deep inside the pedestal in the 15 MA inductive reference operating scenario. Such a field is found insufficient to confine not only the fast but also the thermal ion population, leading to a strongly reduced fast ion source in the edge. Therefore, even with a stochastic edge, no high fast ion power loads are expected. However, the plasma response has not yet been included in the calculation of ITER magnetic background data, and it is probable that the perturbation is currently overestimated.

日本語訳

真空容器内コイルによる磁場摂動は、ITERにおける周辺局在モード(ELM)の緩和を目的としているが、高エネルギーイオンの閉じ込めを損なう可能性もある。我々は、トロイダル磁場コイル、フェライト挿入体、テストブランケットモジュール、およびELM制御コイル(ECC)によって引き起こされる3次元摂動の影響下での、ITERにおける核融合アルファ粒子および中性粒子入射による高速イオンの損失を、ASCOTコードを用いてシミュレーションした。ECCは、15MA誘導基準運転シナリオにおいて、ペデスタル深部の磁場を確率化することが見出された。このような磁場は、高速イオンのみならず熱イオンも閉じ込めるには不十分であり、その結果、周辺部における高速イオン源が大幅に減少することが判明した。したがって、確率的な周辺部であっても、高い高速イオン電力負荷は発生しないと予想される。しかしながら、プラズマ応答はITERの磁場ベースライン計算にはまだ含まれておらず、摂動は現在過大評価されている可能性が高い。

装置

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ITERFusion Advanced Studies TorusEdge localized modeEnergetic ionIon loss
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