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Progress towards internal transport barriers at high plasma density sustained by pure electron heating and current drive in the FTU tokamak

V. Pericoli Ridolfini, E. Barbato, P. Buratti, C. Castaldo, R. Cesario, V. Cocilovo, B. Esposito, E. Giovannozzi, G. Giruzzi, C. Gormezano2003年被引用 40Nuclear FusionIF 3出版社

Strong electron internal transport barriers (ITBs) are obtained in FTU by the combined injection of lower hybrid (LH, up to 1.9 MW) and electron cyclotron (EC, up to 0.8 MW) radio frequency waves. ITBs occur during either the current plateau or the ramp-up phase, and both in full and partial current drive (CD) regimes, up to peak densities ne0>1.2×1020 m−3, relevant to ITER operation. Central electron temperatures Te0>11 keV, at ne0≈0.8×1020 m−3 are sustained longer than 35 confinement times. The ITB extends over a region where a slightly reversed magnetic shear is established by off-axis LHCD and can be as wide as r/a = 0.5. The EC power, instead, is used either to benefit from this improved confinement by heating inside the ITB, or to enhance the peripheral LH power deposition and CD with off-axis resonance. Collisional ion heating is also observed, but thermal equilibrium with the electrons cannot be attained since the e−–i+ equipartition time is always 4–5 times longer than the energy confinement time. The transport analysis performed with both ASTRA and JETTO codes shows a very good relation between the foot of the barrier and the weak/reversed shear region, which in turn depends on the LH deposition profile. The Bohm-gyroBohm model accounts for the electron transport until Te0<6 keV, but is pessimistic at higher temperatures, where often also a reduction in the ion thermal conductivity is observed, provided any magnetohydrodynamic activity is suppressed.

日本語訳

強力な電子内部輸送障壁(ITB)が、FTUにおいて、低混成(LH、最大1.9 MW)および電子サイクロトロン(EC、最大0.8 MW)の高周波波の組み合わせ注入によって得られる。ITBは、電流プラトー相またはランプアップ相のいずれか、および完全および部分的な電流駆動(CD)レジームの両方で発生し、ITER運転に関連するピーク密度 ne0>1.2×1020 m−3 まで達する。中心電子温度 Te0>11 keV は、ne0≈0.8×1020 m−3 において、35の閉じ込め時間よりも長く維持される。ITBは、オフアクシスLHCDによって確立されたわずかに反転した磁気シアを持つ領域に広がり、r/a = 0.5 まで広くなり得る。一方、ECパワーは、ITB内部の加熱によってこの改善された閉じ込めを利用するため、またはオフアクシス共鳴による周辺部のLHパワー堆積とCDを強化するために使用される。衝突性のイオン加熱も観測されるが、e−–i+ 等分配時間は常にエネルギー閉じ込め時間の4–5倍長いため、電子との熱平衡は達成されない。ASTRAおよびJETTOコードの両方を用いて行われた輸送解析は、障壁のフットと弱い/反転したシア領域との間に非常に良い関係を示しており、この領域はLH堆積プロファイルに依存する。Bohm-gyroBohmモデルは、Te0<6 keV までの電子輸送を説明するが、より高い温度では悲観的であり、そこではしばしばイオン熱伝導率の低減も観測される。ただし、磁気流体力学活動が抑制されている場合に限る。

装置

iter中精度(概要文一致)

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Current driveTransport barrierInternal transport barrierFTUElectron heatingPure electron plasma
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