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Interaction of energetic particles with large and small scale instabilities

S. Günter, G. Conway, S. daGraça, H.-U. Fahrbach, C. Forest, M. Garcia Muñoz, T. Hauff, J. Hobirk, V. Igochine, F. Jenko2007年被引用 85Nuclear FusionIF 3出版社

Beyond a certain heating power, measured and predicted distributions of neutral beam injection (NBI) driven currents deviate from each other even in the absence of MHD instabilities. The most reasonable explanation is a redistribution of fast NBI ions on a time scale smaller than the current redistribution time. The hypothesis of a redistribution of fast ions by background turbulence is discussed. Direct numerical simulation of fast test particles in a given field of electrostatic turbulence indicates that for reasonable parameters fast and thermal particle diffusion can indeed be similar. High quality plasma edge density profiles on ASDEX Upgrade and the recent extension of the reflectometry system allow for a direct comparison of observed TAE eigenfunctions with theoretical ones as obtained with the linear, gyrokinetic, global stability code LIGKA. These comparisons support the hypothesis of TAE-frequency crossing the continuum at the plasma edge in ASDEX Upgrade H-mode discharges. A new fast ion loss detector with 1 MHz time resolution allows frequency and phase resolved correlation between the observed losses and low frequency magnetic perturbations such as TAE modes and rotating magnetic islands. Whereas losses caused by TAE modes are known to be due to resonances in velocity space, by modelling the particle drift orbits we were able to explain losses caused by magnetic islands as due to island formation and stochasticity in the drift orbits.

日本語訳

ある加熱パワーを超えると、MHD不安定性が存在しない場合でも、中性粒子ビーム入射(NBI)による駆動電流の測定値と予測値は互いに乖離する。最も合理的な説明は、高速イオンの再分布が電流の再分布時間よりも短い時間スケールで生じるというものである。背景乱流による高速イオンの再分布という仮説について考察する。静電乱流の所定の場における高速テスト粒子の直接数値シミュレーションは、妥当なパラメータの下では、高速粒子と熱粒子の拡散が実際に同程度になり得ることを示している。ASDEX Upgradeにおける高品質の周辺密度プロファイルと、反射計システムの最近の拡張により、観測されたTAE固有関数と、線形ジャイロ運動論的グローバル安定性コードLIGKAを用いて得られた理論固有関数との直接比較が可能となった。これらの比較は、ASDEX UpgradeのHモード放電において、TAE周波数が周辺部で連続スペクトルと交差するという仮説を支持するものである。1 MHzの時間分解能を有する新しい高速イオン損失検出器により、観測された損失と、TAEモードや回転磁気島などの低周波磁気擾乱との間の周波数および位相分解相関が可能となった。TAEモードによる損失は速度空間における共鳴に起因することが知られている一方、粒子ドリフト軌道のモデリングにより、磁気島による損失は島の形成とドリフト軌道の確率性に起因することを説明することができた。

装置

asdex-upgrade低精度(概要文一致)

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Energetic particles
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