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Theoretical description of heavy impurity transport and its application to the modelling of tungsten in JET and ASDEX upgrade

F J Casson, C Angioni, E A Belli, R Bilato, P Mantica, T Odstrcil, T Pütterich, M Valisa, L Garzotti, C Giroud2015年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The effects of poloidal asymmetries and heated minority species are shown to be necessary to accurately describe heavy impurity transport in present experiments in JET and ASDEX Upgrade. Plasma rotation, or any small background electrostatic field in the plasma, such as that generated by anisotropic external heating can generate strong poloidal density variation of heavy impurities. These asymmetries have recently been added to numerical tools describing both neoclassical and turbulent transport and can increase neoclassical tungsten transport by an order of magnitude. Modelling predictions of the steady-state two-dimensional tungsten impurity distribution are compared with tomography from soft x-ray diagnostics. The modelling identifies neoclassical transport enhanced by poloidal asymmetries as the dominant mechanism responsible for tungsten accumulation in the central core of the plasma. Depending on the bulk plasma profiles, turbulent diffusion and neoclassical temperature screening can prevent accumulation. Externally heated minority species can significantly enhance temperature screening in ICRH plasmas.

日本語訳

ポロイダル非対称性と加熱された少数種の効果は、JETおよびASDEX Upgradeにおける現在の実験で重不純物輸送を正確に記述するために必要であることが示されている。プラズマの回転、または異方性外部加熱によって生成されるようなプラズマ中の任意の小さな背景電場は、重不純物の強いポロイダル密度変動を生成し得る。これらの非対称性は、新古典輸送と乱流輸送の両方を記述する数値ツールに最近追加されており、新古典タングステン輸送を一桁増加させ得る。定常状態の二次元タングステン不純物分布のモデリング予測は、軟X線トモグラフィーによる測定と比較される。モデリングは、ポロイダル非対称性によって増強された新古典輸送が、中心プラズマ領域におけるタングステン蓄積の支配的なメカニズムであることを特定する。バルクプラズマプロファイルに依存して、乱流拡散と新古典温度スクリーニングは蓄積を防ぐことができる。外部加熱された少数種は、ICRHプラズマにおける温度スクリーニングを有意に増強し得る。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)jet高精度(タイトル一致)

wiki

JETTungstenImpurityASDEXASDEX UpgradeImpurity transport
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