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Comparison of plasma response models for RMP effects on the divertor and scrape-off layer in KSTAR

H. Frerichs, J. Van Blarcum, T. Cote, S.K. Kim, Y.Q. Liu, S.M. Yang2026年7月Nuclear FusionIF 3出版社

Resonant magnetic perturbations (RMPs) are beneficial for control of edge localized modes (ELMs) in tokamaks. Nevertheless, a side effect of RMPs is the appearance of helical striations in the particle and heat loads onto divertor targets. The extent and field line connection of these striations is significantly altered by the plasma response to external perturbations. For an ELM suppressed high confinement (H-mode) plasma at KSTAR, magnetic footprints are computed by FLARE based on plasma response from GPEC, MARS-F, M3D-C1 and JOREK with substantial differences in the resulting footprints (from 2 cm to 14 cm). This is reflected in EMC3-EIRENE simulations of the resulting heat loads: it is found that either the peak value or the extent of the striations appears to be overestimated compared to infrared camera measurements. Reasonable agreement can only be achieved for the smallest footprint for lower input power and lower cross-field transport, or for higher upstream density and radiative power losses.

日本語訳

共鳴磁場摂動(RMP)は、トカマクにおける周辺局在モード(ELM)の制御に有益である。それにもかかわらず、RMPの副作用として、ダイバータ標的への粒子および熱負荷にヘリカルな縞状構造が現れることが挙げられる。これらの縞状構造の広がりと磁力線結合は、外部摂動に対するプラズマ応答によって大きく変化する。KSTARにおけるELM抑制された高閉じ込め(Hモード)プラズマについて、磁気フットプリントは、GPEC、MARS-F、M3D-C1およびJOREKからのプラズマ応答に基づいてFLAREによって計算され、結果として得られるフットプリントには大きな差異がある(2 cmから14 cm)。これは、結果として得られる熱負荷のEMC3-EIRENEシミュレーションに反映されている。すなわち、赤外線カメラ測定と比較して、縞状構造のピーク値または広がりのいずれかが過大評価されているように見えることが分かった。妥当な一致は、最小のフットプリントについて、より低い投入電力およびより低い磁場横断輸送、あるいはより高い上流密度および放射パワー損失の場合にのみ達成され得る。

装置

kstar高精度(タイトル一致)

wiki

DivertorScrape-off layerKSTARResonant magnetic perturbation

AIによる論文要約

KSTARにおけるダイバータとスクレイプオフ層へのRMP効果に対するプラズマ応答モデルの比較
JAELM制御やダイバータ熱負荷の予測に携わる核融合研究者や大学院生。モデル選択の影響を理解し、シミュレーション結果を解釈する際の参考にできます。#KSTAR #RMP #ELM制御 #ダイバータ #プラズマシミュレーション
LLM向け: {"Title": "Comparison of plasma response models for RMP effects on divertor and …

共鳴磁気摂動(RMP)はELM制御に有効ですが、ダイバータへの粒子・熱負荷に螺旋状の縞模様を生じさせます。本研究ではKSTARのELM抑制Hモードプラズマに対し、GPEC、MARS-F、M3D-C1、JOREKの各コードで磁気フットプリントを計算し、そのサイズが2cmから14cmとモデル間で大きく異なることを示しました。EMC3-EIRENEによる熱負荷シミュレーションは、赤外線カメラの測定と比較するとピーク値または広がりを過大評価することが分かりました。最も小さいフットプリントの場合に、低入力パワー・低輸送、または高密度・高放射損失で測定と妥当な一致が得られました。これは、プラズマ応答モデルの選択がダイバータ熱負荷予測の信頼性に強く影響することを示しています。

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