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The effect of impurity seeding on edge toroidal rotation in the ADITYA-U tokamak

Ankit Kumar, K. Shah, M.B. Chowdhuri, N. Ramaiya, Aman Gauttam, K.A. Jadeja, Bharat Hedge, N. Yadava, Kaushlender Singh, Suman Dolui2024年8月Nuclear FusionIF 3出版社

Intrinsic toroidal rotation velocity (Vφ) has been measured from the Doppler shift of C5+ carbon spectral lines (at 529.05 nm) in the edge region of the ADITYA-U tokamak without any auxiliary torque input in an ohmically heated pure hydrogen (H2) plasma as well as in H2 plasmas seeded with medium-Z (neon and argon) impurities . The toroidal rotation in the edge region is observed to reverse its direction from the counter-current to the co-current direction with an increase in plasma current beyond Ip ∼ 145–150 kA. Furthermore, a systematic decrease in the co-current Vφ has been observed with the edge density, which tends to decrease to almost zero velocity with an increase in the edge density. The injection of medium-Z (neon and argon) impurities is observed to influence the edge toroidal rotation significantly. In low Ip discharges, argon injection leads to a reversal of edge intrinsic rotation from the counter-current to the co-current direction. In high Ip discharges, both neon and argon seeding enhance the co-current rotation by about ∼5–10 km s−1, at a constant Ip compared to pure H2 discharges. Simultaneous measurements of the edge radial electric field, Er, shows that the Er × Bθ flow seems to be driving the edge toroidal rotation in ADITYA-U. With impurity injection, the Er also gets modified, leading to an observed increase in the edge toroidal rotation.

日本語訳

トロイダル方向の固有回転速度(Vφ)は、追加のトルク入力を一切加えないオーミック加熱の純水素(H2)プラズマ、および中程度のZ(ネオンおよびアルゴン)不純物をシードしたH2プラズマの周辺領域において、ADITYA-UトカマクのC5+炭素スペクトル線(529.05 nm)のドップラーシフトから測定された。周辺領域におけるトロイダル回転は、プラズマ電流がIp ∼ 145–150 kAを超えて増加すると、その方向が反電流方向から共電流方向へ反転することが観測された。さらに、共電流方向のVφは周辺密度とともに系統的に減少し、周辺密度の増加に伴ってほぼゼロ速度まで減少する傾向が見られた。中程度のZ(ネオンおよびアルゴン)不純物の注入は、周辺トロイダル回転に有意な影響を与えることが観測された。低Ip放電では、アルゴン注入により周辺固有回転が反電流方向から共電流方向へ反転することが生じる。高Ip放電では、純H2放電と比較して、一定のIpにおいてネオンおよびアルゴンの両方のシードが共電流回転を約∼5–10 km s−1増加させる。周辺径電場Erの同時測定は、Er × BθフローがADITYA-Uの周辺トロイダル回転を駆動しているように見えることを示している。不純物注入によりErも変調され、その結果、周辺トロイダル回転の増加が観測される。

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ImpurityToroidal rotationADITYAADITYA-UImpurity seeding

AIによる論文要約

The effect of impurity seeding on edge toroidal rotation in the ADITYA-U tokamak
ENThis paper would be of interest to fusion researchers, particularly those studying plasma dynamics and the impact of impurities on tokamak performance. It provides valuable information for optimizing plasma confinement and stability in fusion devices.#FusionResearch #PlasmaRotation #ImpurityInjection #TokamakPerformance

This paper investigates the impact of injecting medium-Z impurities (neon and argon) on the edge toroidal rotation in the ADITYA-U tokamak. It shows that impurity seeding can significantly influence the direction and magnitude of the edge rotation, which is driven by the radial electric field. The findings provide insights into understanding and controlling plasma rotation, which is crucial for fusion energy research.

ADITYA-U トカマクにおける不純物シーディングがエッジ方位回転に及ぼす影響
JAこの論文は、トカマクプラズマの物理や輸送過程に興味のある核融合研究者に有益です。特に、プラズマ不純物の影響や、プラズマ流と電場の相互作用に注目している研究者にとって重要な知見が得られるでしょう。#トカマク #プラズマ回転 #不純物 #電場 #核融合

この論文は、ADITYA-Uトカマクにおける水素プラズマのエッジ領域における固有の方位回転速度の変化について報告しています。プラズマ電流の増加や不純物(ネオン、アルゴン)の注入により、エッジ領域の方位回転が反転したり増強されることが示されています。これは、電場とプラズマ流の相互作用が回転に大きな影響を及ぼしていることを示唆しています。

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