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Neoclassical impurity transport in the core of an ignited tokamak plasma

R. Dux, A.G. Peeters2000年被引用 39Nuclear FusionIF 3出版社

Impurity behaviour in the core of an ignited fusion reactor(ITER FDR) is investigated under the assumption that theimpurity fluxes are dominated by neoclassical transport.Equilibrium impurity profiles are evaluated for twotemperature profiles and compared with the resultsfor purely anomalous diffusion with a core diffusioncoefficient of Dan = 0.5 m2/s.The neoclassical fluxes are calculated taking collisions of all relevantplasma species into account.The diffusion coefficient in the core is below 0.1 m2/sand decreases with increasing Z of the impurity. The mean driftvelocities are always outwardly directed and cause an effective screeningfor high-Z elements.Due to the low diffusion coefficient, the He concentration profile in the core isstrongly rising. Helium concentrations on-axis are cHe ≈ 15-17%. In contrast to the calculation with purely anomalous transport andcHe ≈ 9% on-axis,the He density is not only determined by the recycling edge source butby the interplay of low core transport, increasing dilution and decreasing fusion source. The increased dilution causes a reduction of total fusion power by ≈ 8-11%.With an additional anomalous core diffusion for He of DanHe = 0.2 m2/s the central He concentration decreases to cHe ≈ 10%.

日本語訳

核融合炉(ITER)の点火状態における不純物挙動を、不純物フラックスが新古典輸送によって支配されるという仮定の下で調査する。平衡不純物分布を2つの温度プロファイルについて評価し、コア拡散係数Dan = 0.5 m²/sの純異常拡散による結果と比較する。新古典フラックスは、関連するすべてのプラズマ種の衝突を考慮して計算される。コアにおける拡散係数は0.1 m²/s未満であり、不純物のZが増加するにつれて減少する。平均ドリフト速度は常に外向きであり、高Z元素に対する効果的な遮蔽をもたらす。拡散係数が低いため、コアにおけるHe濃度プロファイルは急激に上昇する。軸上のHe濃度はcHe ≈ 15〜17%である。純異常輸送を用いた計算(軸上cHe ≈ 9%)とは対照的に、He密度はリサイクリングによる端部ソースだけでなく、低いコア輸送、増大する希釈、および減少する核融合ソースの相互作用によって決定される。増大した希釈により、総核融合出力は約8%減少する。Heの追加的な異常コア拡散Dan = 0.2 m²/sを考慮すると、中心He濃度はcHe ≈ 10%に減少する。

装置

iter中精度(概要文一致)

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ImpurityImpurity transport
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