Neutral beam injection has been shown to create field-reversed configuration plasmas on C-2W. Recent advances in optimization and control of eight neutral beam injectors help deliver customized current drive for a plethora of plasma regimes. The optimization of neutral beam injection (NBI) relies on in situ beam-characterization measurements and carefully executed experiments. During optimization, beam parameters are finely tuned to maximize the beam current injected into the plasma while minimizing gas bleed into the main plasma chamber. Precisely controlled power supplies and fast measurements enable feed-forward waveforms and real-time control of beam current and energy, beyond initial requirements. This includes beam energy modulations up to 7.5 keV (25 mean energy) at rates greater than 3 kHz and stable beam current (3). Subsequently, unique combinations of in phase and out of phase tuning of NBI modulations, in conjunction with the axisymmetric positioning of the tunable energy beams, are shown to enhance fast-ion effects or reduce energetic particle modes within the plasma. These methods are described herein and represent significant advances in NBI operation.
中性粒子ビーム入射は、C-2Wにおいて磁場反転配位プラズマを生成することが実証されている。8基の中性粒子ビーム入射装置の最適化と制御における最近の進歩は、多種多様なプラズマ状態に対してカスタマイズされた電流駆動を提供するのに役立っている。中性粒子ビーム入射(NBI)の最適化は、in situでのビーム特性測定と、慎重に実施された実験に依存している。最適化中、ビームパラメータは、主プラズマチャンバーへのガス漏れを最小限に抑えつつ、プラズマへ注入されるビーム電流を最大化するように精密に調整される。精密に制御された電源と高速測定により、当初の要件を超えた、フィードフォワード波形とビーム電流・エネルギーのリアルタイム制御が可能になる。これには、3 kHz超の周波数での最大7.5 keV (25 mean energy)のビームエネルギ変調と、安定したビーム電流(3)が含まれる。続いて、NBI変調の同相および逆相チューニングの独自の組み合わせが、調整可能なエネルギービームの軸対称配置と連携して、プラズマ内の高速イオン効果を強したり、高エネルギ粒子モードを低減したりすることが示されている。これらの方法は本稿で説明され、NBI運用における重要な進歩を代表するものである。