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L–H transition and pedestal studies on MAST

H. Meyer, M.F.M. De Bock, N.J. Conway, S.J. Freethy, K. Gibson, J. Hiratsuka, A. Kirk, C.A. Michael, T. Morgan, R. Scannell2011年被引用 37Nuclear FusionIF 3出版社

On MAST studies of the profile evolution of the electron temperature (Te), electron density (ne), radial electric field (Er) as well as novel measurements of the ion temperature (Ti) and toroidal current density (jϕ) in the pedestal region allow further insight into the processes forming and defining the pedestal such as the H-mode access conditions and MHD stability. This includes studies of fast evolution of Te, ne and Er with Δt = 0.2 ms time resolution and the evolution of pe and jϕ through an edge-localized mode (ELM) cycle. Measurements of the H-mode power threshold, PL−H revealed that about 40% more power is required to access H-mode in 4He than in D and that a change in the Z-position of the X-point can change PL−H significantly in single and double null configurations. The profile measurements in the L-mode phase prior to H-mode suggest that neither the gradient nor the value of the mean Te or Er at the plasma edge play a major role in triggering the L–H transition. After the transitions, first the fluctuations are suppressed, then the Er shear layer and the ne pedestal develops followed by the Te pedestal. In the banana regime at low collisionality (ν⋆) ∇Ti ≈ 0 leading to Ti > Te in the pedestal region with Ti ∼ 0.3 keV close to the separatrix. A clear correlation of ∇Ti with ν⋆ is observed. The measured jϕ (using the motional Stark effect) Te and ne are in broad agreement with the common peeling–ballooning stability picture for ELMs and neoclassical calculations of the bootstrap current. The jϕ and ∇pe evolution Δt ≈ 2 ms as well as profiles in discharges with counter current neutral beam injection raise questions with respect to this edge stability picture.

日本語訳

MAST研究におけるペデスタル領域の電子温度(Te)、電子密度(ne)、動径電場(Er)の分布発展、ならびにイオン温度(Ti)とトロイダル電流密度(jϕ)の新規測定は、Hモード遷移条件やMHD安定性など、ペデスタルを形成・決定する過程へのさらなる知見を与える。これには、Δt = 0.2 msの時間分解能によるTe、ne、Erの高速発展の研究や、エッジ局在モード(ELM)周期を通したpeとjϕの発展の研究が含まれる。Hモードパワー閾値PL−Hの測定により、4HeではDよりも約40%高いパワーがHモード遷移に必要であること、またX点のZ位置の変化が単一ヌル配位および二重ヌル配位の両方においてPL−Hを有意に変化させ得ることが明らかになった。Hモード遷移前のLモード相における分布測定は、プラズマ端部での平均TeまたはErの勾配も値もL–H遷移のトリガーに主要な役割を果たしていないことを示唆している。遷移後は、まず変動が抑制され、次にErシア層とneペデスタルが発達し、その後Teペデスタルが発達する。低衝突度(ν⋆)のバナナ領域では、∇Ti ≈ 0となり、セパラトリクス近傍でTi > Te(Ti ∼ 0.3 keV)が生じる。∇Tiとν⋆の間に明確な相関が観測される。運動スターク効果を用いて測定されたjϕ、Te、neは、ELMに関する一般的なピーリング–バルーニング安定性描像およびブートストラップ電流の新古典計算と概ね一致する。jϕと∇peの時間発展(Δt ≈ 2 ms)および反電流中性粒子ビーム入射時の分布は、このエッジ安定性描像に関して疑問を提起する。

装置

mast高精度(タイトル一致)

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PedestalMASTL-H transition
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