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Study of near SOL decay lengths in ASDEX Upgrade under attached and detached divertor conditions

H J Sun, E Wolfrum, B Kurzan, T Eich, K Lackner, A Scarabosio, I Paradela Pérez, O Kardaun, M Faitsch, S Potzel2017年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

A database with attached, partially detached and completely detached divertors has been constructed in ASDEX Upgrade discharges in both H-mode and L-mode plasmas with Thomson Scattering data suitable for the analysis of the upstream SOL electron profiles. By comparing upstream temperature decay width, with the scaling of the SOL power decay width, based on the downstream IR measurements, it is found that a simple relation based on classical electron conduction can relate and well. The combined dataset can be described by both a single scaling and a separate scaling for H-modes and L-modes. For the single scaling, a strong inverse dependence of, on the separatrix temperature, is found, suggesting the classical parallel Spitzer–Harm conductivity as dominant mechanism controlling the SOL width in both L-mode and H-mode over a large set of plasma parameters. This dependence on explains why, for the same global plasma parameters, in L-mode is approximately twice that in H-mode and under detached conditions, the SOL upstream electron profile broadens when the density reaches a critical value. Comparing the derived scaling from experimental data with power balance, gives the cross-field thermal diffusivity as consistent with earlier studies on Compass-D, JET and Alcator C-Mod. However, the possibility of the separate scalings for different regimes cannot be excluded, which gives results similar to those previously reported for the H-mode, but here the wider SOL width for L-mode plasmas is explained simply by the larger premultiplying coefficient. The relative merits of the two scalings in representing the data and their theoretical implications are discussed.

日本語訳

付着、部分付着、および完全非付着ダイバータを有するデータベースが、ASDEX Upgrade放電において、HモードおよびLモードプラズマの両方で、上流SOL電子プロファイルの解析に適したトムソン散乱データを用いて構築された。上流温度減衰長と、下流IR測定に基づくSOLパワー減衰幅のスケーリングとを比較することにより、古典的な電子伝導に基づく単純な関係式が両者を良好に関連付けることができることが見出された。統合データセットは、単一のスケーリングと、HモードおよびLモードに対する個別のスケーリングの両方によって記述することができる。単一スケーリングでは、セパラトリクス温度に対する強い逆依存性が見出され、広範なプラズマパラメータにわたってLモードおよびHモードの両方におけるSOL幅を支配する機構として、古典的な平行スピッツァー・ハーム伝導度が示唆される。この温度依存性は、同じグローバルプラズマパラメータに対してLモードのSOL幅がHモードの約2倍である理由と、非付着条件下で密度が臨界値に達すると上流SOL電子プロファイルが広がる理由を説明する。実験データから導出されたスケーリングをパワーバランスと比較することにより、横断熱拡散係数が得られ、これはCompass-D、JET、およびAlcator C-Modにおける先行研究と一致する。しかしながら、異なるレジームに対する個別のスケーリングの可能性は排除できず、その場合Hモードについて以前に報告されたものと同様の結果が得られるが、ここではLモードプラズマにおけるより広いSOL幅は、単により大きな比例係数によって説明される。データを表現する際の2つのスケーリングの相対的な利点と、それらの理論的含意について議論する。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)alcator-c-mod中精度(概要文一致)jet中精度(概要文一致)

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DivertorASDEXASDEX UpgradeScrape-off layer
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