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Effect of thick blanket modules on neoclassical tearing mode locking in ITER

R.J. La Haye, C. Paz-Soldan, Y.Q. Liu2017年被引用 7Nuclear FusionIF 3出版社

The rotation of m/n  =  2/1 tearing modes can be slowed and stopped (i.e. locked) by eddy currents induced in resistive walls in conjunction with residual error fields that provide a final 'notch' point. This is a particular issue in ITER with large inertia and low applied torque (m and n are poloidal and toroidal mode numbers respectively). Previous estimates of tolerable 2/1 island widths in ITER found that the ITER electron cyclotron current drive (ECCD) system could catch and subdue such islands before they persisted long enough and grew large enough to lock. These estimates were based on a forecast of initial island rotation using the n  =  1 resistive penetration time of the inner vacuum vessel wall and benchmarked to DIII-D high-rotation plasmas, However, rotating tearing modes in ITER will also induce eddy currents in the blanket as the effective first wall that can shield the inner vessel. The closer fitting blanket wall has a much shorter time constant and should allow several times smaller islands to lock several times faster in ITER than previously considered; this challenges the ECCD stabilization. Recent DIII-D ITER baseline scenario (IBS) plasmas with low rotation through small applied torque allow better modeling and scaling to ITER with the blanket as the first resistive wall.

日本語訳

m/n=2/1ティアリングモードの回転は、抵抗壁に誘起される渦電流と、最終的な「ノッチ」点を提供する残留誤差磁場との組み合わせによって、減速され、停止(すなわちロック)され得る。これは、慣性が大きく印加トルクが小さいITERにおいて特に問題となる(mおよびnはそれぞれポロイダルおよびトロイダルモード数を表す)。従来のm/n=2/1島幅の許容値の推定では、ITERの電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)システムが、島が十分に成長してロックする前に捕捉・抑制できるとされていた。これらの推定は、内壁容器のn=1抵抗浸透時間に基づく初期島回転の予測を用いており、DIII-Dの高回転プラズマとのベンチマークによって検証されていた。しかしながら、ITERにおいて回転するティアリングモードは、実効的な第一壁として機能するブランケットにも渦電流を誘起し、これが内壁容器を磁気的に遮蔽し得る。ブランケットがより内側に密接して配置されるため、その時定数ははるかに短く、従来の想定よりも数倍速い時定数で、数倍小さい島がロックすることになる。これはECCDによる安定化に課題を提起する。最近のDIII-DにおけるITERベースラインシナリオ(IBS)プラズマで、小さな印加トルクによる低回転条件下での研究により、ブランケットを第一抵抗壁とするITERのより正確なモデリングとスケーリングが可能となった。

装置

iter高精度(タイトル一致)diii-d低精度(概要文一致)

wiki

ITERTearing modeBlanket moduleNeoclassical tearing mode
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