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Scaling of heat transport with beta in the DIII-D tokamak

C.C. Petty, T.C. Luce, J.C. DeBoo, R.E. Waltz, D.R. Baker, M.R. Wade1998年被引用 45Nuclear FusionIF 3出版社

Experiments in the DIII-D tokamak have measured the scaling of heat transport with beta (β) whileall other dimensionless parameters are held constant for both H mode and L mode plasmas.Experimental results from the beta scaling of heat transport help to differentiate betweenvarious proposed mechanisms of turbulent transport.For L mode plasmas, the beta scaling of heat transport over the range 0.26 ⩽ βN ⩽ 0.49 isclose to zero, with the thermal confinement time scaling asBτth ∝ β-0.05±0.10 andthe effective (or one fluid) thermal diffusivityscaling as χeff ∝ χBβ0.11±0.20.The beta scalings of the ion and electron thermal diffusivities are the same as the effective diffusivity to within the experimental errors. Higher values of beta are investigated in H mode plasmas, where a weak-to-moderate beta scaling of transport is observed over the range 0.8 ⩽ βN ⩽ 1.7, with the thermal confinement time scaling as Bτth ∝ β0.03±0.11 and the effective thermal diffusivity scaling as χeff ∝ χBβ-0.54±0.21.The ion channel isresponsible for the favourable beta scaling of H mode plasmas; theelectron channel has no measurable beta dependence.These beta scalings determined by dimensionless parameter scansare much weaker than the predicted beta scalings fromthe L mode and H mode confinement scaling expressions that are currently being used to predict the performance of ITER.

日本語訳

DIII-Dトカマクにおける実験では、他のすべての無次元パラメータを一定に保った状態で、HモードおよびLモードプラズマの両方について、熱輸送のベータ(β)に対するスケーリングが測定された。熱輸送のベータスケーリングに関する実験結果は、乱流輸送の様々な提案メカニズムを区別するのに役立つ。Lモードプラズマでは、0.26 ⩽ βN ⩽ 0.49の範囲における熱輸送のベータスケーリングはゼロに近く、熱閉じ込め時間のスケーリングはBτth ∝ β-0.05±0.10、有効(または一体)熱拡散率のスケーリングはχeff ∝ χBβ0.11±0.20である。イオンおよび電子の熱拡散率のベータスケーリングは、実験誤差の範囲内で有効拡散率と同じである。Hモードプラズマではより高いベータ値が調査され、0.8 ⩽ βN ⩽ 1.7の範囲において弱から中程度の輸送のベータスケーリングが観測され、熱閉じ込め時間のスケーリングはBτth ∝ β0.03±0.11、有効熱拡散率のスケーリングはχeff ∝ χBβ-0.54±0.21である。イオンチャネルがHモードプラズマにおける好ましいベータスケーリングの原因であり、電子チャネルには測定可能なベータ依存性はない。これらの無次元パラメータスキャンによって決定されたベータスケーリングは、ITERの性能予測に現在使用されているLモードおよびHモードの閉じ込めスケーリング式から予測されるベータスケーリングよりもはるかに弱い。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)iter中精度(概要文一致)

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DIII-DHeat transport
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