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Integrated exhaust scenarios with actively controlled ELMs

P.T. Lang, A. Kallenbach, J. Bucalossi, G.D. Conway, A. Degeling, R. Dux, T. Eich, L. Fattorini, O. Gruber, S. Günter2005年被引用 47Nuclear FusionIF 3出版社

An integrated radiative high performance scenario has been established at ASDEX Upgrade based on simultaneous feedback control of the average divertor neutral particle and power flux in combination with a high, pellet induced frequency of edge localized modes (ELMs). This approach is fully compatible with the present tungsten wall coating covering about 65% of the plasma facing components and is intended for application in the envisaged full-tungsten experiment. In these experiments, divertor recycling and effective divertor temperature (derived from thermoelectric currents) were tuned by acting on fuel gas puff and argon injection rates. The ELM frequency (fELM) was kept high by repetitive injection of small cryogenic deuterium pellets to avoid the radiative instabilities seen at low fELM and high radiated power, and to control the ELM energy. No confinement loss is observed in this radiative type-I ELMy scenario with relatively flat density profiles. In contrast, similar type-III ELM scenarios achieved in hydrogen show a confinement loss of 25% as compared to the type-I phase. In parallel to pellets, alternative ELM trigger techniques have been investigated as well. Fast vertical plasma oscillations are able to synchronize the ELM frequency to values higher and lower than the intrinsic fELM, but remain to be tested in the integrated scenario. Supersonic gas injection showed better fuelling efficiencies than usual gas puffing but instantaneous ELM release has not been achieved. A particular experimental challenge for AUG conditions is to obtain a high pace making frequency, to establish scalings of confinement and energy loss as a function of controlled ELM frequency.

日本語訳

ASDEX Upgradeにおいて、ダイバータ中性粒子束と電力束の平均値の同時フィードバック制御と、ペレット誘起による高い周辺局在モード(ELM)周波数とを組み合わせた、統合された放射高性能シナリオが確立された。このアプローチは、プラズマ対向機器の約65%を覆う現在のタングステン壁コーティングと完全に適合しており、計画されている全タングステン実験への適用を意図している。これらの実験では、燃料ガス噴射とアルゴン注入率に作用させることにより、ダイバータリサイクリングと実効ダイバータ温度(熱電電流から導出)を調整した。ELM周波数(fELM)は、低いfELMかつ高い放射電力で見られる放射不安定性を回避し、ELMエネルギーを制御するために、小型の極低温重水素ペレットの反復注入によって高く維持された。比較的平坦な密度分布を持つこの放射型I型ELMシナリオでは、閉じ込め損失は観測されない。対照的に、水素で達成された同様のIII型ELMシナリオは、I型相と比較して25%の閉じ込め損失を示す。ペレットと並行して、代替のELMトリガー技術も調査されている。高速垂直プラズマ振動は、ELM周波数を固有のfELMより高い値および低い値に同期させることができるが、統合シナリオでの試験はまだ残されている。超音速ガス注入は、通常のガス噴射よりも良好な燃料供給効率を示したが、即時のELM放出は達成されていない。AUG条件における特定の実験的課題は、高いペーシング周波数を得て、制御されたELM周波数の関数として閉じ込めとエネルギー損失のスケーリングを確立することである。

装置

asdex-upgrade低精度(概要文一致)

wiki

Edge localized mode
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