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Comparison of Doppler back-scattering and charge exchange measurements of E × B plasma rotation in the DIII-D tokamak under varying torque conditions

Q Pratt, T Rhodes, C Chrystal, T Carter2022年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Measurements of the E × B toroidal angular velocity, ( is the radial electric field, Bθ is the poloidal magnetic field), are made using the Doppler back-scattering (DBS) and charge-exchange recombination (CER) spectroscopy diagnostics. DBS uses the Doppler shift of wavenumber-resolved density fluctuations while CER uses the Doppler shift of impurity emission lines to independently measure plasma parameters for calculating the local radial electric field. DBS and CER profiles of as a function of normalized toroidal flux (ρ) are compared at various levels of neutral beam applied torque on the plasma. Under standard neoclassical theory is a flux surface quantity, making it appropriate to compare across diagnostics. DBS and CER generally show good agreement when comparing profiles at different levels of neutral beam injection-applied torque. Furthermore, the DBS values have close to the same precision as CER values when averaged over a similar time-scale and effects, such as prompt-torque are considered. DBS is able to observe the rapid (10 ms) modification of the profile by the diagnostic neutral beam 'blips'. This modification is most pronounced when the blip applies a large relative change in torque on the plasma. Overall, these results could have implications on transport analysis and suggests using DBS and CER in conjunction to constrain values of the E × B-shear (sometimes called ).

日本語訳

E×Bトロイダル角速度の測定は、ドップラー後方散乱(DBS)および電荷交換再結合(CER)分光法を用いて行われる。ドップラー後方散乱は波数分解された密度揺動のドップラーシフトを利用する一方、CERは不純物発光線のドップラーシフトを利用して、局所的な動径電場を計算するためのプラズマパラメータを独立に測定する。規格化トロイダル磁束(ρ)の関数としてのDBSおよびCERのプロファイルは、プラズマに印加される中性粒子ビームトルクの様々なレベルで比較される。標準的な新古典理論の下では、E×B角速度はフラックス面量であり、異なる診断法間での比較が適切である。DBSとCERは、異なる中性粒子ビーム入射トルクレベルでのプロファイルを比較する際に、概ね良好な一致を示す。さらに、DBSの値は、同様の時間スケールで平均化し、即時トルクなどの効果を考慮した場合、CERの値とほぼ同等の精度を有する。DBSは、診断用中性粒子ビームのパルス(ブリップ)によるE×Bプロファイルの高速(10 ms)変化を観測することができる。この変化は、ブリップがプラズマに対して大きな相対トルク変化を印加する場合に最も顕著である。これらの結果は、輸送解析に影響を及ぼす可能性があり、E×Bシアー(しばしばωE×Bと呼ばれる)の値を拘束するためにDBSとCERを併用することを示唆している。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)

wiki

DIII-DPlasma rotation
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