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Neoclassical tearing mode stabilization by electron cyclotron current drive in EAST tokamak experiments

Y. Zhang, X.J. Wang, F. Hong, W. Zhang, H.D. Xu, T.H. Shi, E.Z. Li, Q. Ma, H.L. Zhao, S.X. Wang2024年7月Nuclear FusionIF 3出版社

The stabilization of the m/n= 2/1 neoclassical tearing mode (NTM) by electron cyclotron current drive (ECCD) has been carried out in EAST H-mode discharges, where m/n is the poloidal/toroidal mode number. The experimental results are reported for the first time in this paper. To facilitate the experimental study, the magnetic island (NTM) is generated by a sufficiently large amplitude of the externally applied resonant magnetic perturbation (RMP). After switching off the RMP, the NTM exists due to the bootstrap current perturbation, with the magnetic island width being about 5 cm for the local equilibrium bootstrap current fraction being larger than 10%. By applying the localized ECCD later, the NTM is fully suppressed if the radial misalignment between the magnetic island and the ECCD location is sufficiently small. The stabilizing effect depends on both the radial misalignment and the applied electron cyclotron wave power. More importantly, it is found that the NTM can be avoided when applying ECCD earlier during the ramp-up phase of the RMP amplitude, if ECCD is localized around the O-point of the magnetic island, indicating an efficient way for avoiding locked modes that can lead to the major disruptions of tokamak plasmas.

日本語訳

m/n=2/1新古典ティアリングモード(NTM)の電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)による安定化が、EAST Hモード放電において実施された。ここでm/nはポロイダル/トロイダルモード数である。実験結果は本論文で初めて報告される。実験的研究を容易にするため、磁気島(NTM)は、外部印加された共鳴磁場摂動(RMP)の十分に大きな振幅によって生成される。RMPを切った後、NTMはブートストラップ電流摂動によって存在し続け、局所平衡ブートストラップ電流割合が10%を超える場合の磁気島幅は約5cmである。その後、局在化されたECCDを印加することにより、磁気島とECCD位置との間の径方向のずれが十分に小さければ、NTMは完全に抑制される。安定化効果は、径方向のずれと印加された電子サイクロトロン波パワーの両方に依存する。さらに重要であるが、RMP振幅の立ち上げ段階でECCDをより早く印加し、ECCDが磁気島のO点の周囲に局在化されていれば、NTMを回避できることが見いだされた。これは、トカマクプラズマの大規模ディスラプションを引き起こす可能性があるロックモードを回避するための効率的な方法を示している。

装置

east高精度(タイトル一致)

wiki

EASTCurrent driveTearing modeNeoclassical tearing modeElectron cyclotron current drive

AIによる論文要約

東アジア実験トカマクEASTにおける電子サイクロトロン電流駆動によるニオクラシカル引き裂きモード安定化
JAこの論文は、トカマク装置の運転や制御に興味のある物理学者や工学者に有益です。特に、プラズマ不安定性の抑制技術に関心のある研究者にとって重要な知見が得られると考えられます。#トカマク #プラズマ不安定性 #電子サイクロトロン電流駆動 #ニオクラシカル引き裂きモード #EAST

この論文は、東アジア実験トカマクEASTでの電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)によるニオクラシカル引き裂きモード(NTM)の安定化について報告しています。外部共振磁気摂動(RMP)を用いてNTMを生成し、ECCDを適用することで、NTMを完全に抑制できることが示されました。また、RMP立ち上げ時にECCDを適用すれば、ロックモードの発生を避けられることが分かりました。

Stabilization of Neoclassical Tearing Modes by Electron Cyclotron Current Drive in EAST Tokamak Experiments
ENThis paper is of interest to fusion researchers working on plasma stability and control, as well as those developing ECCD systems for tokamak experiments.#FusionResearch #PlasmaStability #ECCD #EAST #NeoClassicalTearingModes

This paper reports the successful stabilization of neoclassical tearing modes (NTMs) in the EAST tokamak using electron cyclotron current drive (ECCD). NTMs can lead to major disruptions in tokamak plasmas, so controlling them is crucial for fusion research. The experiments show that ECCD can fully suppress NTMs if the ECCD location is well-aligned with the magnetic island. Applying ECCD during the ramp-up phase of the NTM can also avoid the mode altogether.

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