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Wall conditioning by ECRH discharges and He-GDC in the limiter phase of Wendelstein 7-X

T. Wauters, R. Brakel, S. Brezinsek, A. Dinklage, A. Goriaev, H.P. Laqua, S. Marsen, D. Moseev, T. Stange, G. Schlisio2018年被引用 15Nuclear FusionIF 3出版社

Wendelstein 7-X (W7-X) relies on wall conditioning to control the density and the impurity content of the plasma. Wall conditioning in the first operation campaign of W7-X consisted of baking at 150 °C during 1 week prior to operation, glow discharge conditioning (GDC) in helium (He) and electron cyclotron resonance heating (ECRH) discharges. Additionally, the usage of He-GDC was limited to avoid sputtering and migration of metallic plasma facing components. This presented a unique opportunity for studying the applicability of ECRH discharges for initial wall conditioning on a stellarator, albeit in the carbon limiter configuration. A single envelope curve is observed in the normalised outgassing data that takes into account all ECRH discharges. This illustrates that the majority of discharges operates at the limits of a radiative collapse. Hydrogen recycling dominated the fuelling of ECRH discharges throughout while CO outgassing was found strongest at the start of the campaign. A reduction of recycling was observed throughout the campaign. Temporarily depleting the walls from H and impurities was possible by He-GDC. It was shown that the recycling coefficient in -ECRH plasmas could be reduced and the pulse duration significantly extended by He-'recovery' ECRH plasmas. Good wall conditions were defined by normalised outgassing values below mbar kJ−1. In absence of -GDC, more than 311 cumulated discharge seconds of ECRH discharges are needed for obtaining lasting low outgassing levels. A release model with two trapping reservoirs could reproduce the normalised outgassing trend, including ECRH and GDC plasma wall interactions.

日本語訳

Wendelstein 7-X(W7-X)は、プラズマの密度と不純物含有量を制御するために壁調整に依存している。W7-Xの最初の運転キャンペーンにおける壁調整は、運転前の1週間の150 °Cでのベーキング、ヘリウム(He)中でのグロー放電調整(GDC)、および電子サイクロトロン共鳴加熱(ECRH)放電から構成されていた。さらに、金属製プラズマ対向部品のスパッタリングと移動を避けるために、He-GDCの使用は制限された。これは、炭素リミター配置ではあるものの、ステラレータにおける初期壁調整のためのECRH放電の適用可能性を研究する独自の機会を提供した。すべてのECRH放電を考慮した規格化脱ガスデータには、単一の包絡線曲線が観察される。これは、大多数の放電が放射崩壊の限界で動作していることを示している。水素リサイクリングがECRH放電の燃料供給を全体を通して支配し、CO脱ガスはキャンペーン開始時に最も強いことが判明した。キャンペーン全体を通じてリサイクリングの低減が観察された。He-GDCにより、壁からHと不純物を一時的に枯渇させることが可能であった。He「回復」ECRHプラズマによって、ECRHプラズマ中のリサイクリング係数を低減でき、パルス持続時間を大幅に延長できることが示された。良好な壁状態は、規格化脱ガス値が mbar kJ−1未満であることによって定義された。He-GDCがない場合、持続的な低脱ガスレベルを得るためには、311秒を超える累積放電時間のECRH放電が必要である。2つの捕捉リザーバーを持つ放出モデルが、ECRHおよびGDCプラズマと壁の相互作用を含む規格化脱ガス傾向を再現できることが示された。

装置

wendelstein-7x高精度(タイトル一致)

wiki

Electron cyclotron heatingWendelsteinLimiterWall conditioning
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