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Anomalous and classical neutral beam fast ion diffusion on JET

Yu F Baranov, I Jenkins, B Alper, C D Challis, S Conroy, V Kiptily, J Ongena, S Popovichev, P Smeulders, E Surrey2009年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Trace tritium experiments (TTE) on JET were analysed using Monte Carlo modelling of the neutron emission resulting from the neutral beam injection (NBI) of short (∼300 ms) tritium (T) beam blips into reversed shear, hybrid ELMy H-mode and L-mode deuterium plasmas for a wide range of plasma parameters. The calculated neutron fluxes from deuterium–tritium (DT) reactions could only be made consistent with all plasmas by applying an artificial reduction of the T beam power in the modelling of between 20% and 40%. A similar discrepancy has previously been observed in both JET (Gorini et al 2004 Proc. 31st EPS Conf. on Plasma Physics (London, UK) vol 28G (ECA)) and TFTR (Ruskov et al 1999 Phys. Rev. Lett.82 924), although no mechanism has yet been found that could explain such a difference in the measured T beam power. Applying this correction in the T beam power, good agreement between calculated and measured DT neutron emission profiles was obtained in low to moderate line averaged density ELMy H-Mode plasmas assuming that the fast beam ions experience no, or relatively small, anomalous diffusion (Dan ≪ 0.5 m2 s−1). However, the modelled neutron profiles do not agree with measurements in higher density plasmas using the same assumption and the disagreement between the measured and calculated shape of the neutron profile increases with plasma density. In this paper it is demonstrated that large anomalous losses of fast ions have to be assumed in the simulations to improve agreement between experimental and simulated neutron profiles, characterized by the goodness of fit. Various types of fast ion losses are modelled to explain aspects of the data, though further investigation will be required in order to gain a more detailed understanding of the nature of those anomalous losses.

日本語訳

JETにおける微量トリチウム実験(TTE)を、反転シア、Hモード遷移型およびLモード遷移型重水素プラズマへの短時間(約300 ms)トリチウム(T)ビーム入射から生じる中性子放出のモンテカルロモデリングを用いて解析した。広範囲のプラズマパラメータにわたって、重水素-トリチウム(DT)反応から計算された中性子束をすべてのプラズマと整合させるには、モデリングにおいてTビーム出力を20%から40%の範囲で人工的に低減する必要があった。同様の不一致は、JET(Gorini et al 2004 Proc. 31st EPS Conf. on Plasma Physics (London, UK) vol 28G (ECA))およびTFTR(Ruskov et al 1999 Phys. Rev. Lett. 82)の両方で以前に観測されているが、測定されたTビーム出力におけるそのような差異を説明できる機構は未だ見出されていない。このTビーム出力の補正を適用すると、低〜中程度の線平均密度のHモード遷移型プラズマにおいて、高速ビームイオンが無視できる程度の異常拡散(Dan ≪ 0.5 m² s⁻¹)を受けると仮定した場合、計算されたDT中性子放出プロファイルと測定値の間に良好な一致が得られた。しかし、より高密度のプラズマでは、同じ仮定を用いた場合にモデル化された中性子プロファイルは測定値と一致せず、測定された中性子プロファイルの形状と計算値の間の不一致はプラズマ密度の増加とともに大きくなる。本論文では、実験とシミュレーションによる中性子プロファイルの間の一致を改善するために、シミュレーションにおいて高速イオンの大きな異常損失を仮定する必要があることを実証する。データのさまざまな側面を説明するために複数の種類の高速イオン損失がモデル化されているが、それらの異常損失の性質をより詳細に理解するにはさらなる調査が必要である。

装置

jet高精度(タイトル一致)tftr中精度(概要文一致)

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JETFusion Advanced Studies TorusNeutral beamEnergetic ion
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