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Comparison of JET-C DD neutron rates independently predicted by the ASCOT and TRANSP Monte Carlo heating codes

H. Weisen, P. Sirén, J. Varje, JET Contributors2022年被引用 1Nuclear FusionIF 3出版社

Simulations of the DD neutron rates predicted by the ASCOT and TRANSP Monte Carlo heating codes for a diverse set of JET-C (JET with carbon plasma facing components) plasmas are compared. A previous study (Weisen et al 2017 Nucl. Fusion57 076029) of this data set using TRANSP found that the predicted neutron rates systematically exceeded the measured ones by factors ranging between 1 and 2. No single explanation for the discrepancies was found at the time despite a large number of candidates, including anomalous fast ion loss mechanisms, having been examined. The results shed doubt on our ability to correctly predict neutron rates also in the deuterium–tritium plasmas expected in the JET D–T campaign (DTE2). For the study presented here the calculations are independently repeated using ASCOT with different equilibria and independent mapping of the profiles of temperature and density to the computational grid. Significant differences are observed between the results from the investigations with smaller systematic differences between neutron rates measurements and predictions for the ones using ASCOT. These are traced back not to intrinsic differences between the ASCOT and TRANSP codes, but to the differences in profiles and equilibria used. These results suggest that the discrepancies reported in reference (Weisen et al 2017 Nucl. Fusion57 076029) do not require invoking any unidentified plasma processes responsible for the discrepancies and highlight the sensitivity of such calculations to the plasma equilibrium and the necessity of a careful mapping of the profiles of the ion and electron densities and temperatures.

日本語訳

JET-C(炭素プラズマ対向機器を備えたJET)の多様なプラズマ群に対する、ASCOTおよびTRANSPモンテカルロ加熱コードによって予測されたDD中性子率のシミュレーションを比較した。TRANSPを用いたこのデータセットの先行研究(Weisenら 2017 Nucl. Fusion 57 076029)では、予測された中性子率が測定値よりも系統的に1〜2倍の範囲で高いことが見出された。当時、異常高速イオン損失機構を含む多数の候補が検討されたにもかかわらず、これらの不一致に対する単一の説明は見出されなかった。この結果は、JET D-Tキャンペーン(DTE2)で予想される重水素-三重水素プラズマにおいても、中性子率を正確に予測する能力に疑問を投げかけるものであった。本研究では、異なる平衡と計算格子への温度・密度プロファイルの独立したマッピングを用いて、ASCOTにより計算を独立に繰り返した。その結果、ASCOTを用いた場合、測定値と予測値の間の系統的差異はより小さく、調査結果の間に有意な差異が観察された。これらの差異は、ASCOTとTRANSPコードの本質的な違いに起因するものではなく、使用されたプロファイルと平衡の違いに起因するものである。これらの結果は、先行研究(Weisenら 2017 Nucl. Fusion 57 076029)で報告された不一致が、不一致の原因となる特定されていないプラズマ過程を仮定する必要がないことを示唆し、そのような計算がプラズマ平衡に敏感であることと、イオン・電子の密度および温度プロファイルの慎重なマッピングの必要性を強調するものである。

装置

jet高精度(タイトル一致)

wiki

JETMonte Carlo
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