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Diverted negative triangularity plasmas on DIII-D: the benefit of high confinement without the liability of an edge pedestal

A. Marinoni, M.E. Austin, A.W. Hyatt, S. Saarelma, F. Scotti, Z. Yan, C. Chrystal, S. Coda, F. Glass, J.M. Hanson2021年被引用 26Nuclear FusionIF 3出版社

Diverted discharges at negative triangularity on the DIII-D tokamak sustain normalized confinement and pressure levels typical of standard H-mode scenarios (H98y2 ≃ 1, βN ≃ 3) without developing an edge pressure pedestal, despite the auxiliary power far exceeding the L → H power threshold expected from conventional scaling laws. The power degradation of confinement is substantially weaker than the ITER-89P scaling, resulting in a confinement factor that improves with increasing auxiliary power. The absence of the edge pedestal is beneficial in several ways, such as eliminating the need for active mitigation or suppression of edge localized modes, low impurity retention and a reconstructed scrape-off layer heat flux width at the mid-plane that exceeds the ITPA multi-machine scaling law by up to 50%. Together with technological advantages granted by placing the divertor at larger radii, plasmas at negative triangularity without an edge pedestal feature both core confinement and power handling characteristics that are potentially suitable for operation in future fusion reactors.

日本語訳

DIII-Dトカマクにおける負三角形度のダイバータ配位での放電は、標準的なHモードシナリオに典型的な規格化閉じ込め性能と圧力レベル(H98y2 ≃ 1、βN ≃ 3)を、端部圧力ペデスタルを形成することなく維持する。これは、補助加熱パワーが従来のスケーリング則から予測されるL→H遷移パワー閾値をはるかに超えているにもかかわらず達成される。閉じ込めのパワー劣化はITER-89Pスケーリング則よりも著しく弱く、その結果、閉じ込め係数は補助加熱パワーの増加とともに向上する。端部ペデスタルが存在しないことは、複数の点で有益である。例えば、周辺局在モード(ELM)の能動的な緩和または抑制が不要となること、不純物閉じ込めが低いこと、そして赤道面における再構築されたスクレイプオフ層熱流束幅がITPA多機種スケーリング則を最大50%上回ることなどが挙げられる。さらに、より大きな半径にダイバータを配置することによる工学的利点と相まって、端部ペデスタルを持たない負三角形度プラズマは、コア閉じ込め性能と熱処理特性の両方において、将来の核融合炉での運転に適した特性を備えている。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)iter中精度(概要文一致)

wiki

DIII-DPedestalTriangularityNegative triangularity
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