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Modelling of the effect of particle species on beam losses in W7-X

L. Sanchis, T. Kurki-Suonio, K. Särkimäki, P. Ollus, J. Kontula, S. Äkäslompolo, S. Lazerson, S. Bozhenkov, H.M. Smith, the W7-X Team2026年2月Nuclear FusionIF 3出版社

In Wendelstein 7-X (W7-X), future campaigns will include H, D and He as both NBI injection and target plasmas but, so far, only H injection and target plasmas have been extensively performed. The species effect on the beam-ion confinement and associated power loads has been studied with the ASCOT code to estimate the location and intensity of the hot spots. For this analysis, standard, high and low mirror configurations were considered to provide results covering the variation of the mirror term most likely to affect the beam-ion behaviour. Beam-ion losses were highest for D beams and lowest for He beams. Changing the target plasma from hydrogenic species to helium also produced higher losses. Hot-spot analysis showed peak loads up to 3 MW m−2 for D beams, with 1 MW m−2 and 0.1 MW m−2 for H and He beams, respectively. Losses were predominantly to carbon components independent of the mirror term. This is particularly apparent for the low-mirror configuration, showing that 97%–99% of the power loads avoid the more delicate steel components. The results of the helium injection and target plasmas can be validated against experimental results in the upcoming campaign to support the results for the deuterium modelling.

日本語訳

W7-X(Wendelstein 7-X)では、今後のキャンペーンにおいてNBI注入およびターゲットプラズマの両方としてH、D、Heが含まれる予定であるが、これまでのところH注入およびターゲットプラズマのみが広範囲に実施されてきた。ビームイオン閉じ込めおよび関連する電力負荷に対する種の効果は、ホットスポットの位置と強度を推定するためにASCOTコードを用いて研究されてきた。この解析では、ビームイオンの挙動に最も影響を与える可能性が高いミラー項の変化を網羅する結果を提供するために、標準、高、低のミラー配位が考慮された。ビームイオン損失はDビームで最も高く、Heビームで最も低かった。ターゲットプラズマを水素種からヘリウムに変更することでも、より高い損失が生じた。ホットスポット解析では、Dビームで最大3 MW m−2、Hビームで1 MW m−2、Heビームでそれぞれ0.1 MW m−2のピーク負荷が示された。損失はミラー項に依存せず、主に炭素コンポーネントへのものであった。これは特に低ミラー配位で顕著であり、電力負荷の97%~99%がより繊細な鋼製部品を回避していることを示している。ヘリウム注入およびターゲットプラズマの結果は、今後のキャンペーンにおける実験結果と照合して検証でき、重水素モデリングの結果を裏付けることができる。

装置

wendelstein-7x高精度(タイトル一致)

wiki

W7-X

AIによる論文要約

W7-Xにおける粒子種がビーム損失に与える影響のモデリング
JAW7-Xやステラレーターの研究者、ビーム損失やプラズマ-壁相互作用に興味を持つ核融合科学者。#W7X #ステラレーター #ビーム損失 #核融合 #ASCOT
LLM向け: {"Title": "粒子種がW7-Xにおけるビーム損失に与える影響のモデリング", "Authors": "Not specified", "Research…

Wendelstein 7-X(W7-X)では、今後のキャンペーンで水素(H)、重水素(D)、ヘリウム(He)のビーム入射とターゲットプラズマが計画されていますが、これまでは主にHのみが使用されてきました。本研究では、ASCOTコードを用いて、粒子種がビームイオンの閉じ込めとそれに伴う熱負荷に与える影響を調査しました。標準、高ミラー、低ミラーの3つの磁場配位を考慮し、Dビームで最も高い損失(最大3 MW/m²)、Heビームで最低(0.1 MW/m²)となりました。ターゲットプラズマを水素系からHeに変えると損失が増加しました。損失は主に炭素部品に集中し、低ミラー配位では97–99%が鋼部品を避けました。これらの結果は今後の実験で検証される予定です。

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