Puffing of impurities (neon, argon) and deuterium gas in the main chamber is used to feedback control the total radiated power fraction and the divertor neutral particle density simultaneously in the ASDEX Upgrade tokamak. The variation of Psep=Pheat-Prad(core) by impurity radiation during H mode shows a similar effect on the ELM behaviour as that obtained by a change of the heating power. For radiated power fractions above 90%, the ELM amplitude becomes very small and detachment from the divertor plates occurs, whilst no degradation of the global energy confinement is observed (completely detached high confinement mode). Additional deuterium gas puffing is found to increase the radiated power per impurity ion in the plasma core owing to the combined effect of a higher particle recycling rate and a lower core penetration probability. The outer divertor chamber, which is closed for deuterium neutrals, builds up a high neutral pressure, the magnitude of which is determined by the balance of particle sources and pumping. For this particular situation, the effective pumping time of neon and argon is considerably reduced, to less than 0.3 s, mainly owing to an improved divertor retention capability. The radiation characteristics of discharges with a neon driven radiative mantle are modelled using a 1-D radial impurity transport code that has been coupled to a simple divertor model describing particle recycling and pumping. The results of simulations are in good agreement with experiment
主チャンバー内での不純物(ネオン、アルゴン)および重水素ガスのパフィングは、ASDEX Upgradeトカマクにおいて、総放射パワー割合とダイバータ中性粒子密度を同時にフィードバック制御するために用いられる。Hモード中の不純物放射によるPsep=Pheat-Prad(コア)の変化は、加熱パワーの変化によって得られるものと同様のELM挙動への影響を示す。放射パワー割合が90%を超えると、ELM振幅は非常に小さくなり、ダイバータ板からのデタッチメントが発生する一方、全体のエネルギー閉じ込めの劣化は観測されない(完全デタッチドHモード)。追加の重水素ガスパフィングは、より高い粒子リサイクリング率とより低いコア侵入確率の複合効果により、プラズマコア内の不純物イオンあたりの放射パワーを増加させることが見出された。重水素に対して閉じた外側ダイバータチャンバーは、高い中性粒子圧力を構築し、その大きさは粒子源と排気のバランスによって決定される。この特定の状況では、ネオンおよびアルゴンの実効排気時間は、改善されたダイバータ保持能力により、0.3秒未満に大幅に短縮される。ネオン駆動の放射マントルを有する放電の放射特性は、粒子リサイクリングと排気を記述する単純なダイバータモデルと結合された1次元動径不純物輸送コードを用いてモデル化される。シミュレーション結果は実験と良好な一致を示す。