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Role of sawtooth in avoiding impurity accumulation and maintaining good confinement in JET radiative mantle discharges

M.F.F. Nave, J. Rapp, T. Bolzonella, R. Dux, M.J. Mantsinen, R. Budny, P. Dumortier, M. von Hellermann, S. Jachmich, H.R. Koslowski2003年被引用 94Nuclear FusionIF 3出版社

Impurity injection in the JET ELMy H-mode regime has produced high-confinement, quasi-steady-state plasmas with densities close to the Greenwald density. However, at large Ar densities, a sudden loss of confinement is observed. A possible correlation between loss of confinement and the observed MHD phenomena, both in the core and in the edge of the plasma, was considered. The degradation in confinement coincided with impurity profile peaking following the disappearance of sawtooth activity. In addition, impurity density profile analysis confirmed that central MHD modes prevented impurity peaking. Experiments were designed to understand the role of sawtooth crashes in re-distributing impurities. Ion-cyclotron radio frequency heating was used to control the central q-profile and maintain sawtooth activity. This resulted in quasi-steady-state, high-performance plasmas with high Ar densities. At and high Ar injection rates, quasi-steady-states, which previously only lasted <1τE, were now maintained for the duration of the heating (Δ t ∼ 9τ E). The increased central heating may have an additional beneficial effect in opposing impurity accumulation by changing the core power balance and modifying the impurity transport as predicted by neo-classical theory.

日本語訳

JETのELMy Hモード領域における不純物注入は、グリーンワルド密度に近い密度を有する高閉じ込め、準定常状態のプラズマを生成した。しかし、大きなAr密度では、閉じ込めの突然の喪失が観測される。閉じ込めの喪失と、プラズマのコアおよびエッジの両方で観測されるMHD現象との間の可能な相関関係が検討された。閉じ込めの劣化は、鋸歯状振動活動の消滅に続く不純物プロファイルのピーキングと一致した。さらに、不純物密度プロファイル解析により、中心MHDモードが不純物のピーキングを防止することが確認された。鋸歯状振動クラッシュが不純物の再分布における役割を理解するために実験が設計された。イオンサイクロトロン周波数加熱を用いて、中心qプロファイルを制御し、鋸歯状振動活動を維持した。この結果、高いAr密度を有する準定常状態の高性能プラズマが得られた。高いAr注入速度では、以前は1τE未満しか持続しなかった準定常状態が、加熱の継続時間(Δt ∼ 9τE)の間維持された。中心加熱の増加は、新古典理論によって予測されるように、コアのパワーバランスを変化させ、不純物輸送を修正することにより、不純物蓄積に対抗する追加の有益な効果を有する可能性がある。

装置

jet高精度(タイトル一致)

wiki

JETImpuritySawtooth oscillation
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