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Experimental and theoretical study of weakly coherent mode in I-mode edge plasmas in the EAST tokamak

Z.X. Liu, Y.J. Liu, J.Y. Xiao, T.Y. Xia, Y.L. Li, X.Q. Xu, M.Q. Wu, G.Q. Li, M.F. Wu, T. Zhang2022年被引用 1Nuclear FusionIF 3出版社

The I-mode is a promising operation mode for fusion in the future, featuring high-temperature and low-density confinement, but the reason why the temperature and density are decoupled remains an important aspect to be explored. The experimental results from the experimental advanced superconducting tokamak (EAST) showed that the weakly coherent mode (WCM) is directly related to sustaining the I-mode and that the peak amplitude of the WCM is proportional to the temperature in the pedestal. Simulating the experimental data from EAST with the six-field model of BOUT++, we find a density perturbation close to the frequency of the WCM observed in the experiment. By testing all the physical terms in this model, we find that the density perturbation and particle transport are directly related to the drift Alfvén wave (DAW) mode. We also use the SymPIC program (Xiao et al Plasma Sci. Technol.20 110501; Phys. Plasmas22 112504; Plasma Sci. Technol.23 055102) to simulate the same experimental data and find that the frequency range of the WCM is close to both experimental and BOUT++ results. Therefore, the WCM of the I-mode can be considered to be driven by the DAW, which helps improve the transport of the I-mode.

日本語訳

I-modeは、将来の核融合にとって有望な運転モードであり、高温・低密度閉じ込めを特徴とするが、温度と密度が分離される理由は、依然として解明すべき重要な側面である。実験先進超伝導トカマク(EAST)における実験結果は、弱コヒーレントモード(WCM)がI-modeの維持に直接関連しており、WCMのピーク振幅がペデスタル内の温度に比例することを示した。BOUT++の六場モデルを用いてEASTの実験データをシミュレーションしたところ、実験で観測されたWCMの周波数に近い密度摂動が見出された。このモデルにおけるすべての物理項を検証することにより、密度摂動と粒子輸送がドリフト・アルフヴェン波(DAW)モードに直接関連していることが分かった。また、SymPICプログラム(Xiao et al Plasma Sci. Technol.20 110501; Phys. Plasmas22 112504; Plasma Sci. Technol.23 110502)を用いて同じ実験データをシミュレーションしたところ、WCMの周波数範囲が実験結果およびBOUT++の結果の両方に近いことが分かった。したがって、I-modeのWCMはDAWによって駆動されると考えられ、これがI-modeの輸送改善に寄与している。

装置

east高精度(タイトル一致)

wiki

EASTEdge plasmaI-mode
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