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Inter-machine comparison of intrinsic toroidal rotation in tokamaks

J.E. Rice, A. Ince-Cushman, J.S. deGrassie, L.-G. Eriksson, Y. Sakamoto, A. Scarabosio, A. Bortolon, K.H. Burrell, B.P. Duval, C. Fenzi-Bonizec2007年被引用 267Nuclear FusionIF 3出版社

Parametric scalings of the intrinsic (spontaneous, with no external momentum input) toroidal rotation observed on a large number of tokamaks have been combined with an eye towards revealing the underlying mechanism(s) and extrapolation to future devices. The intrinsic rotation velocity has been found to increase with plasma stored energy or pressure in JET, Alcator C-Mod, Tore Supra, DIII-D, JT-60U and TCV, and to decrease with increasing plasma current in some of these cases. Use of dimensionless parameters has led to a roughly unified scaling with MA ∝ βN, although a variety of Mach numbers works fairly well; scalings of the intrinsic rotation velocity with normalized gyro-radius or collisionality show no correlation. Whether this suggests the predominant role of MHD phenomena such as ballooning transport over turbulent processes in driving the rotation remains an open question. For an ITER discharge with βN = 2.6, an intrinsic rotation Alfven Mach number of MA ≃ 0.02 may be expected from the above deduced scaling, possibly high enough to stabilize resistive wall modes without external momentum input.

日本語訳

多数のトカマクで観測された固有(外部運動量入力を伴わない自発的)トロイダル回転のパラメトリック・スケーリングを組み合わせ、その背後にある機構の解明と将来装置への外挿を目指した。固有回転速度は、JET、Alcator C-Mod、Tore Supra、DIII-D、JT-60U、TCVにおいてプラズマ蓄積エネルギーまたは圧力とともに増加し、これらの装置の一部ではプラズマ電流の増加とともに減少することが見出された。無次元パラメータを用いることで、MA ∝ βN というほぼ統一的なスケーリングが得られたが、様々なマッハ数もかなり良好に適合する。固有回転速度の正規化ジャイロ半径または衝突度に対するスケーリングには相関が見られない。これが、回転を駆動する上で乱流過程よりもバルーニング輸送などのMHD現象が支配的な役割を果たすことを示唆するかどうかは、未解決の問いである。βN = 2.6 のITER放電では、上記のスケーリングから固有回転アルフヴェン・マッハ数 MA ≃ 0.02 が予想され、これは外部運動量入力を必要とせずに抵抗性壁モードを安定化するのに十分高い可能性がある。

装置

alcator-c-mod中精度(概要文一致)diii-d中精度(概要文一致)iter中精度(概要文一致)jet中精度(概要文一致)

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Toroidal rotation
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