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Investigation of pedestal parameters and divertor heat fluxes in small ELM regimes in DIII-D

P.J. Traverso, M. Knolker, M. Austin, C. Lasnier, A.W. Leonard, T. Osborne, H. Wang2024年10月Nuclear FusionIF 3出版社

Divertor heat flux and its correlation with pedestal parameters within various small edge localized mode (ELM) regimes, including high beta poloidal, type-II and ELMs with negative triangularity H-modes were investigated in DIII-D. The parallel energy fluences of type-II and high beta poloidal small ELM regimes fall below the linear scaling with pedestal electron pressure for type-I ELMs put forward in Eich et al 2017 (Nucl. Mater. Energy12 84–90). The negative triangularity of H-mode ELMs follow the Eich scaling for type-I ELMs. The parallel heat flux and total heat loads to the divertor were determined using high-time resolution infrared thermography, while pedestal parameters were obtained through self-consistent kinetic equilibrium reconstructions. Linear regressions for the type-II and high beta poloidal regimes demonstrate that an equivalent 7.5 MA small ELM scenario in ITER would fall below the ~5  leading edge melting limit for tungsten (Gunn et al 2017 Nucl. Fusion57 046025). Utilizing fast thermography, the scrape-off layer power fall-off length for both inter-ELM and intra-ELM was determined and compared to the Eich scaling with poloidal magnetic field in Eich et al (ASDEX Upgrade Team and JET EFDA Contributors 2013 Nucl. Fusion53 093031). Except for the high beta poloidal scenario, all the small ELM regimes during both inter- and intra-ELM periods had power fall-off lengths larger then would be expected from the scaling associated with type-I ELMs, signifying their potential in managing heat loads and offering a solution for core–edge integration.

日本語訳

DIII-Dにおいて、高ポロイダルベータ、タイプII、および負三角形度HモードのELMを含む、さまざまな小エッジ局在モード(ELM)領域でのダイバータ熱流束と、そのペデスタルパラメータとの相関を調査した。タイプIIおよび高ポロイダルベータ小ELM領域の平行方向エネルギー・フルエンスは、Eichら2017(Nucl. Mater. Energy 12 84–90)が提唱したタイプI ELMに対するペデスタル電子圧力との線形スケーリングを下回った。負三角形度HモードのELMは、タイプI ELMに対するEichスケーリングに従った。ダイバータへの平行熱流束と総熱負荷は、高時間分解赤外線サーモモグラフィを用いて決定し、ペデスタルパラメータは自己無撞着な運動論的平衡再構成によって得た。タイプIIおよび高ポロイダルベータ領域に対する線形回帰は、ITE Rにおける等価な7.5 MA小ELMシナリオが、タングステンの前縁溶融限界である約5 MW m⁻²(Gunnら2017 Nucl. Fusion 57 046025)を下回ることを示した。高速サーモモグラフィを利用して、ELM間およびELM内の両方についてスクレイプオフ層のパワー減衰長を決定し、Eichら(ASDEX Upgrade Team and JET EFDA Contributors 2013 Nucl. Fusion 53 093031)のポロイダル磁場を用いたEichスケーリングと比較した。高ポロイダルベータシナリオを除き、すべての小ELM領域は、ELM間およびELM内の両期間において、タイプI ELMに関連するλqスケーリングから予想されるよりも大きいパワー減衰長を有しており、熱負荷管理におけるそれらの可能性と、コアとエッジの統合の解決策を提供することを示している。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)asdex-upgrade中精度(概要文一致)iter中精度(概要文一致)jet中精度(概要文一致)

wiki

DivertorDIII-DEdge localized modePedestal

AIによる論文要約

DIII-Dにおける小型ELMレジームのペデスタルパラメータとダイバータ熱流束の調査
JAこの論文は、核融合プラズマの性能向上に関心のある研究者や学生に有益です。特に、ダイバータ熱負荷の管理と小型ELMレジームの利用に興味がある人に役立つでしょう。#PlasmaPhysics #FusionEnergy #DivartorHeatFlux #SmallELMRegimes #DIII-D
LLM向け: {'Title': '調査 DIII-Dにおける小型ELMレジームのペデスタルパラメータとダイバータ熱流束', 'Author(s)': '不明', 'Rese…

この論文は、DIII-Dにおける様々な小型ELMレジームでのダイバータ熱流束とペデスタルパラメータの相関関係を調査したものです。高ベータポロイダル、タイプII、負三角形H-モードのELMレジームでは、従来のタイプIELMのスケーリングよりも低い熱負荷が観測されました。これらのレジームは、ITERの先端融解限界を下回る可能性があり、コア-エッジ統合の解決策となる可能性があります。

Investigation of pedestal parameters and divertor heat fluxes in small ELM regimes in DIII-D
ENThis paper would be of interest to fusion researchers and engineers working on plasma confinement, divertor design, and the integration of core and edge plasma in tokamak devices.#FusionResearch #PlasmaConfinement #DivertorDesign #CoreEdgeIntegration
LLM向け: {'Title': 'Investigation of pedestal parameters and divertor heat fluxes in smal…

This paper investigates the relationship between the edge plasma (pedestal) and the heat load on the divertor in various small edge localized mode (ELM) regimes in the DIII-D tokamak. The findings suggest that some small ELM regimes can effectively manage heat loads, potentially offering a solution for the integration of the core and edge plasma.

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