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Isotope mass scaling and transport comparison between JET Deuterium and Tritium L-mode plasmas

T. Tala, A.E. Järvinen, C.F. Maggi, P. Mantica, A. Mariani, A. Salmi, I.S. Carvalho, A. Chomiczewska, E. Delabie, F. Devasagayam2023年被引用 2Nuclear FusionIF 3出版社

The dimensionless isotope mass scaling experiment between pure Deuterium and pure Tritium plasmas with matched , , βn, q and has been achieved in JET L-mode with dominant electron heating (NBI+ohmic) conditions. 28% higher scaled energy confinement time is found in favour of the Tritium plasma. This can be cast in the form of the dimensionless energy confinement scaling law as . This significant isotope mass scaling is consequently seen in the scaled one-fluid heat diffusion coefficient which is around 50% lower in the Tritium plasma throughout the whole plasma radius. The isotope mass dependence in the particle transport channel is negligible, supported also by the perturbative particle transport analysis with gas puff modulation. The comparison of the edge particle fuelling or ionisation profiles from the EDGE2D-EIRENE simulations show that the absolute density differences that are necessary for the dimensionless match in the confined plasma dominate over any isotope mass dependencies of particle fuelling and ionization profiles at the plasma edge. Local GENE simulation results indicate a mild anti-gyroBohm effect at = 0.6 and thereby a small isotope mass dependence in favour of Tritium on heat transport and a negligible effect on particle transport. A significant fraction of the isotope scaling and reduced heat transport observed in the Tritium plasma is not captured in the GENE and ASTRA-TGLF-SAT2 simulations by simply changing the isotope mass for the same input profiles.

日本語訳

無次元同位体質量スケーリング実験は、一致した , , βn, q および を持つ純重水素および純トリチウムプラズマ間で、JET Lモードにおいて、支配的な電子加熱(NBI+オーミック)条件下で達成された。スケーリングされたエネルギー閉じ込め時間 はトリチウムプラズマに有利に28%高いことが見出された。これは、無次元エネルギー閉じ込めスケーリング則として の形で表すことができる。この有意な同位体質量スケーリングは、結果としてスケーリングされた一流体熱拡散係数 にも見られ、これは全プラズマ半径にわたってトリチウムプラズマで約50%低い。粒子輸送チャネルにおける同位体質量依存性は無視でき、これはガスパフ変調を伴う摂動的粒子輸送解析によっても支持される。EDGE2D-EIRENEシミュレーションからの周辺粒子供給または電離プロファイルの比較は、閉じ込めプラズマ中の無次元的一致に必要な絶対密度差が、プラズマ周辺部における粒子供給および電離プロファイルのいかなる同位体質量依存性よりも支配的であることを示している。局所GENEシミュレーション結果は、 = 0.6における軽度の反ジャイロボーム効果を示し、それにより熱輸送に関してトリチウムに有利な小さな同位体質量依存性と、粒子輸送に対する無視できる影響を示す。トリチウムプラズマで観測された同位体スケーリングと熱輸送低減のかなりの割合は、同じ入力プロファイルに対し単に同位体質量を変更するだけではGENEおよびASTRA-TGLF-SAT2シミュレーションで捉らえられない。

装置

jet高精度(タイトル一致)

wiki

JETTritiumDeuteriumL-mode
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