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Study of near scrape-off layer (SOL) temperature and density gradient lengths with Thomson scattering

H J Sun, E Wolfrum, T Eich, B Kurzan, S Potzel, U Stroth, the ASDEX Upgrade Team2015年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Improvements to the Thomson scattering diagnostic have enabled the study of near scrape-off layer (SOL) decay lengths in the 2014 ASDEX Upgrade experimental campaign. A database of H-mode discharges has been studied using a two-line fit method for the core and log-linear fit for the near SOL region under both attached and detached divertor conditions. SOL electron temperature profiles have been found to have a radial exponential decay distribution which does not vary poloidally, consistent with the two-point model. In attached H-mode regimes, a log-linear regression shows that the SOL upstream dataset has the same main parametric dependencies as the scaling inferred from downstream Infrared camera measurements. A simple collisional relation from two-point model is found to best relate the upstream decay lengths and downstream divertor power widths. The SOL gradient length appears to be independent of pedestal parameters, but may correlate with the pedestal electron pressure parameters. Both the pedestal and SOL density and temperature scale lengths are linearly correlated with an almost constant gradient ratio, . The smaller gradient ratio and the fact that the Spitzer–Härm model is more valid, agrees with the studied plasma lying in the collisional regime. A transition to flat SOL ne profiles, previously reported for L-mode plasmas in many machines, has been observed in AUG detatched H-mode regimes. When the flattening of density profile happens in H-mode detached plasmas, the broadening of near SOL decay length also appears which may be good news for future machines.

日本語訳

トムソン散乱計測の改良により、2014年のASDEX Upgrade実験キャンペーンにおけるスクレイプオフ層(SOL)近傍の減衰長の研究が可能となった。Hモード放電のデータベースが、コア領域には二直線フィッティング法、SOL近傍領域には対数線形フィッティング法を用いて、付着および非付着ダイバータ条件の両方で解析された。SOL電子温度プロファイルは、二点モデルと一致して、ポロイダル方向に変化しない径方向の指数関数的減衰分布を示すことが見出された。付着Hモード領域では、対数線形回帰により、SOL上流データセットの主なパラメータ依存性が、下流の赤外線カメラ測定から導出されたスケーリングと同じであることが示された。二点モデルに基づく単純な衝突関係式が、上流の減衰長と下流のダイバータ電力幅を最もよく関連付けることが見出された。SOL勾配長はペデスタルパラメータに依存しないように見えるが、ペデスタル電子圧力パラメータとは相関する可能性がある。ペデスタルとSOLの密度および温度のスケール長は、ほぼ一定の勾配比と線形に相関する。より小さい勾配比と、Spitzer–Härmモデルがより妥当であるという事実は、対象とするプラズマが衝突領域にあることと一致する。平坦なSOL密度プロファイルへの遷移は、これまで多くの装置のLモードプラズマで報告されていたが、ASDEX Upgradeの非付着Hモード領域でも観測された。非付着Hモードプラズマにおいて密度プロファイルの平坦化が生じると、SOL近傍の減衰長の広がりも現れ、これは将来の装置にとって有望な知見である。

装置

asdex-upgrade低精度(概要文一致)

wiki

Scrape-off layerThomson scattering
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