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Effects of LHRF on toroidal rotation in Alcator C-Mod plasmas

J.E. Rice, Y.A. Podpaly, M.L. Reinke, C. Gao, S. Shiraiwa, J.L. Terry, C. Theiler, G.M. Wallace, P.T. Bonoli, D. Brunner2013年被引用 19Nuclear FusionIF 3出版社

Application of lower hybrid range of frequencies (LHRF) waves can induce both co- and counter-current directed changes in toroidal rotation in Alcator C-Mod plasmas, depending on the target plasma current, electron density, confinement regime and magnetic shear. For ohmic L-mode discharges with good core LH wave absorption, and significant current drive at a fixed LH power near 0.8 MW, the interior (r/a < 0.5) rotation increments (on a time scale of order the current relaxation time) in the counter-current direction if ne(1020 m−3) > q95/11.5, and in the co-current direction if ne(1020 m−3) < q95/11.5. All discharges with co-current rotation changes have q0 > 1, indicating a good correlation with driven current fraction, unifying the results observed on various tokamaks. For high density (ne ⩾ 1.2 × 1020 m−3) L-mode target discharges, where core LH wave absorption is low, the rotation change is in the co-current direction, but evolves on a shorter momentum transport time scale, and is seen across the entire spatial profile. For H-mode target plasmas, both co- and counter-current direction increments have been observed with LHRF. The H-mode co-rotation is correlated with the pedestal temperature gradient, which itself is enhanced by the LH waves absorbed in the plasma periphery. The H-mode counter-rotation increment, a flattening of the peaked velocity profile in the core, is consistent with a reduction in the momentum pinch correlated with a steepening of the core density profile. Most of these rotation changes must be due to indirect transport effects of LH waves on various parameters, which modify the momentum flux.

日本語訳

低混成周波数帯(LHRF)波の印加は、Alcator C-Modプラズマにおいて、目標プラズマ電流、電子密度、閉じ込め領域、および磁気シアに依存して、トロイダル回転のコ・カレント方向およびカウンター・カレント方向の両方の変化を誘起し得る。コアでのLH波吸収が良好で、固定LHパワー約0.8 MWにおいて有意な電流駆動が生じるオーミックLモード放電では、ne(1020 m−3) > q95/11.5の場合、内部(r/a < 0.5)の回転増分はカウンター・カレント方向(電流緩和時間のオーダーの時間スケール)に生じ、ne(1020 m−3) < q95/11.5の場合にはコ・カレント方向に生じる。コ・カレント方向の回転変化を伴うすべての放電においてq0 > 1が成立し、これは駆動電流割合との良好な相関を示しており、様々なトカマクで観測された結果を統一的に説明する。高密度(ne ≥ 1.2 × 1020 m−3)Lモード目標放電では、コアでのLH波吸収が低く、回転変化はコ・カレント方向に生じるが、より短い運動量輸送時間スケールで発展し、空間プロファイル全体にわたって観測される。Hモード目標プラズマでは、LHRFによってコ・カレント方向とカウンター・カレント方向の両方の増分が観測されている。Hモードのコ・カレント回転はペデスタル温度勾配と相関しており、この温度勾配自体はプラズマ周辺部で吸収されたLH波によって強化される。Hモードのカウンター・カレント回転増分は、コア密度勾配の急峻化と相関する運動量ピンチの低減と整合的であり、コアにおけるピーク状速度プロファイルの平坦化として現れる。これらの回転変化の大部分は、運動量フラックスを修飾するLH波の種々のパラメータに対する間接的な輸送効果によるものである。

装置

alcator-c-mod高精度(タイトル一致)

wiki

AlcatorC-ModToroidal rotation
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