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Expanding ASTRA: a unified framework for tokamak and stellarator transport modelling

F Solfronk, E Fable, E Buglione-Ceresa, G Tardini, M Zanini, S Kwak, H Zohm, the W7-X Team2026年4月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

We present recent developments to the one-dimensional transport solver ASTRA, which will enable the simulation of plasma evolution in both tokamaks and stellarators. To achieve this, a generic current diffusion equation for the poloidal magnetic flux is derived and implemented, together with a coupling to the VMEC equilibrium code. The model is benchmarked against theoretical expectations and validated using experimental data from Wendelstein 7-X, demonstrating that ASTRA can accurately reproduce the evolution of the toroidal current and qualitatively reproduce the occurrence of sawtooth-like instabilities resulting from the rotational transform profile crossing resonant surfaces. With these advancements, ASTRA provides a unified tool for transport studies across different magnetic confinement concepts.

日本語訳

我々は、トカマクとステラレーターの両方におけるプラズマ時間発展のシミュレーションを可能にする、一次元輸送ソルバーASTRAの最近の発展を提示する。これを達成するために、ポロイダル磁束に対する一般的な電流拡散方程式が導出され、VMEC平衡コードとの結合とともに実装された。このモデルは理論的期待に対してベンチマークされ、Wendelstein 7-Xからの実験データを用いて検証され、ASTRAがトロイダル電流の時間発展を正確に再現し、回転変換プロファイルが共鳴面を横切ることに起因する鋸歯状様不安定性の発生を定性的に再現できることを実証している。これらの進歩により、ASTRAは異なる磁気閉じ込め概念にわたる輸送研究のための統一的ツールを提供する。

装置

wendelstein-7x高精度(AI判定)

wiki

Stellarator

AIによる論文要約

ASTRAの拡張:トカマクとステラレータのための統一輸送モデリングフレームワーク
JAプラズマ物理学や核融合研究に興味のある学生や研究者。特に、トカマクとステラレータの両方の輸送モデリングに携わる人。#核融合 #プラズマ #ASTRA #トカマク #ステラレータ
LLM向け: {"Title": "ASTRAの拡張:トカマクとステラレータのための統一輸送モデリングフレームワーク", "Authors": "記載なし", "Resear…

この論文では、1次元輸送コードASTRAの最近の改良点を紹介します。これにより、トカマクとステラレータの両方でプラズマの時間発展をシミュレーションできるようになりました。具体的には、ポロイダル磁束に対する一般化された電流拡散方程式を導出し、VMEC平衡コードと結合しました。モデルは理論的な予測と比較され、Wendelstein 7-Xの実験データを用いて検証されました。その結果、ASTRAはトロイダル電流の時間変化を正確に再現し、回転変換プロファイルが共鳴面を横切ることで生じる鋸歯状不安定性の発生を定性的に再現できることが示されました。これらの進展により、ASTRAは異なる磁場閉じ込め方式にわたる統一的な輸送研究ツールを提供します。

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