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Measurement and modeling of magnetic configurations to mimic overload scenarios in the W7-X stellarator

J.D. Lore, Y. Gao, J. Geiger, H. Hoelbe, H. Niemann, M. Jakubowski, G.A. Wurden, S. Lazerson, P. Drewelow, A. Ali2019年被引用 6Nuclear FusionIF 3出版社

Experiments were performed during the first divertor operational phase (OP1.2a) of the Wendelstein 7-X stellarator to verify predictions of potential overload conditions corresponding to certain high-power long-pulse OP2 scenarios. A potential solution to this overload is the installation of new divertor components called scraper elements, which are designed to intercept heat flux that would otherwise be incident on low-rated divertor edges. Heat flux measurements were obtained in a series of magnetic configurations designed to mimic the magnetic topology evolution caused by net toroidal current and beta, which is not directly accessible in OP1.2a. The experimental flux patterns are qualitatively reproduced in position and magnitude for by field line diffusion simulations using ad hoc cross-field diffusivities near the value used to design the scraper element. However, some important differences are observed, including a shift towards the pumping gap and low-rated components. Potential sources of discrepancy such as toroidal current evolution and error fields are discussed. A shift in the experimental heat flux pattern due to increasing toroidal current is observed in a 12 s discharge.

日本語訳

Wendelstein 7-Xステラレータの第1運転フェーズ(OP1.2a)において、特定の高パワー・長パルスOP2シナリオに対応する潜在的な過負荷条件の予測を検証するための実験が実施された。この過負荷に対する潜在的な解決策として、スクレーパーエレメントと呼ばれる新しいダイバータ部品の設置が挙げられる。これは、定格の低いダイバータ端部に入射するであろう熱流束を遮断するように設計されている。熱流束測定は、正味のトロイダル電流とベータ値によって引き起こされる磁場配位の変化を模擬するように設計された一連の磁場配位において実施されたが、このような配位はOP1.2aでは直接実現できなかった。実験で得られた熱流束パターンは、スクレーパーエレメントの設計に用いられた値に近いアドホックな横断拡散係数を用いた磁力線拡散シミュレーションによって、その位置と大きさが定性的に再現された。しかしながら、ポンピングギャップ方向へのシフトや低定格部品へのシフトなど、いくつかの重要な差異が観察された。これらの差異の潜在的な原因として、トロイダル電流の時間発展や誤差磁場について考察が行われた。12秒の放電において、トロイダル電流の増加に伴う実験的な熱流束パターンのシフトが観察された。

装置

wendelstein-7x高精度(タイトル一致)

wiki

StellaratorW7-X
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