Long-pulse or steady-state fusion reactors are envisioned to control vertical stability based on non-inductive measurements, i.e. that do not rely on temporal change of magnetic field. For the first time, vertical stability control using non-inductive Faraday-effect polarimetry measurements has been demonstrated. The Radial Interferometer-Polarimeter system on DIII-D is capable of microsecond resolution and was used to absolutely determine the vertical position of the plasma magnetic axis Z0. A vertical stability controller was developed to robustly stabilize diverted plasmas using Faraday-based measurements. The system was able to stabilize against vertical displacement events with growth rates up to 350 in elongated and elliptical plasma shapes, and instabilities with even higher growth rates are likely to be controllable with further improvements to controller tuning. Tests show that the Faraday-based controller remains effective and is capable of recovering from loss of control even when the plasma vertical position is far from the region where the linear model used to calculate Z0 is most valid. Faraday control has also been activated during plasma ramp-up, demonstrating the robustness of the technique to larger systematic diagnostic uncertainty at low electron density.
長時間パルスまたは定常状態の核融合炉では、磁場の時間変化に依存しない非誘導測定に基づいて垂直安定性を制御することが想定されている。初めて、非誘導ファラデー効果偏光測定を用いた垂直安定性制御が実証された。DIII-Dのラジアル干渉計・偏光計システムはマイクロ秒分解能を有し、プラズマ磁気軸Z0の垂直位置を絶対的に決定するために使用された。ファラデーに基づく測定を用いて、ダイバータ配位のプラズマをロバストに安定化する垂直安定性制御器が開発された。このシステムは、細長いおよび楕円形のプラズマ形状において、成長率が最大350の垂直変位事象に対して安定化することができ、さらに高い成長率の不安定性も、制御器チューニングのさらなる改善により制御可能となる可能性が高い。試験により、ファラデーに基づく制御器は、プラズマの垂直位置がZ0を計算するために用いられる線形モデルが最も有効な領域から遠く離れている場合でも、有効性を維持し、制御喪失から回復できることが示された。ファラデー制御はまた、プラズマ立ち上げ中にも有効化され、低電子密度におけるより大きな系統的診断不確かさに対する本手法の頑健性を実証した。