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Plasma perpendicular velocity and measurements using lower X-mode Doppler reflectometry in ASDEX Upgrade

G D Conway, C Lechte, E Poli, the ASDEX Upgrade Team2025年5月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The use of the lower (left-hand) X-mode cutoff for measuring core to edge radial profiles of the perpendicular plasma velocity and radial electric field Er via microwave Doppler reflectometry/backscattering (DR) is demonstrated in the ASDEX Upgrade tokamak (AUG). With high toroidal magnetic fields  T and core plasma densities  m−3 the lower X-mode cutoff becomes accessible to the AUG low-field-side launch, V-band Doppler reflectometers. Example velocity profiles are presented for high-confinement H-mode plasmas, with and without edge-localized-modes, and are found to compare well with velocity measurements from Charge exchange recombination spectroscopy. With the aid of 2D full-wave numerical simulations of the actual experimental conditions, Er profile measurement errors, due to uncertainties in the DR probing wavenumber and backscatter location r, plus estimates of the minimum wavenumber and radial Δr error-bars, are obtained from the instrument response function. Some practical limitations and issues involving the lower X-mode cutoff for core tokamak/stellarator DR probing are also investigated using 2D full-wave and 3D ray/beam tracing codes.

日本語訳

下側(左手)Xモード遮断を用いて、垂直方向のプラズマ速度と径方向電場 Er のコアからエッジまでの径方向プロファイルをマイクロ波ドップラー反射計測/後方散乱(DR)により測定することが、ASDEX Upgradeトカマク(AUG)において実証された。高いトロイダル磁場 T とコアプラズマ密度 m−3 により、下側Xモード遮断はAUGの低磁場側入射Vバンドドップラー反射計に対して利用可能となる。高閉じ込めHモードプラズマについて、周辺局在モードを伴う場合と伴わない場合の速度プロファイルの例を示し、それらが電荷交換再結合分光法による速度測定とよく一致することが分かった。実際の実験条件の2次元全域波数値シミュレーションを用いて、装置応答関数から、DRプローブ波数および後方散乱位置rの不確かさに起因するErプロファイル測定誤差と、最小波数および径方向Δr誤差棒の推定値が得られる。また、コアトカマク/ステラレータDRプロービングに関する下側Xモード遮断に伴ういくつかの実用的制限と問題点が、2次元全域波コードおよび3次元光線/ビームトレーシングコードを用いて調査された。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)

wiki

ASDEXASDEX UpgradeReflectometryDoppler reflectometry

AIによる論文要約

プラズマ垂直速度と測定 - ASDEX Upgrade における下側X-モード ドップラー反射計を使用して
JAプラズマ物理、核融合研究に携わる研究者や学生が対象です。プラズマの速度・電場の非破壊計測手法を理解し、実験データの解釈に役立てることができます。#プラズマ速度計測 #ドップラー反射計 #X-モードカットオフ #ASDEX_Upgrade
LLM向け: {'Title': 'プラズマ垂直速度と測定 - ASDEX Upgrade における下側X-モード ドップラー反射計を使用して', 'Author(s)': …

この論文では、ASDEX Upgrade トカマクにおいて、下側(左旋)X-モードカットオフを使用してプラズマの垂直速度Vと径方向電場Erの半径方向プロファイルを測定する手法を実証しています。高磁場かつ高密度プラズマでも下側X-モードカットオフが観測可能であり、チャージ交換分光法との比較でも良い一致を示しています。また、2D full-wave シミュレーションにより、測定誤差要因の評価も行っています。

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