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Role of NBI fuelling in contributing to density peaking between the ICRH and NBI identity plasmas on JET

T. Tala, F. Eriksson, P. Mantica, A. Mariani, A. Salmi, E.R. Solano, I.S. Carvalho, A. Chomiczewska, E. Delabie, J. Ferreira2022年被引用 3Nuclear FusionIF 3出版社

Density peaking has been studied between an ICRH and NBI identity plasma in JET. The comparison shows that 8 MW of NBI heating/fueling increases the density peaking by a factor of two, being R/Ln = 0.45 for the ICRH pulse and R/Ln = 0.93 for the NBI one averaged radially over ρtor = 0.4, 0.8. The dimensionless profiles of q, ρ*, υ*, βn and Ti/Te ≈ 1 were matched within 5% difference except in the central part of the plasma (ρtor < 0.3). The difference in the curvature pinch (same q-profile) and thermo-pinch (Ti = Te) between the ICRH and NBI discharges is virtually zero. Both the gyro-kinetic simulations and integrated modelling strongly support the experimental result where the NBI fuelling is the main contributor to the density peaking for this identity pair. It is to be noted here that the integrated modeling does not reproduce the measured electron density profiles, but approximately reproduces the difference in the density profiles between the ICRH and NBI discharge. Based on these modelling results and the analyses, the differences between the two pulses in impurities, fast ions (FIs), toroidal rotation and radiation do not cause any such changes in the background transport that would invalidate the experimental result where the NBI fuelling is the main contributor to the density peaking. This result of R/Ln increasing by a factor of 2 per 8 MW of NBI power is valid for the ion temperature gradient dominated low power H-mode plasmas. However, some of the physics processes influencing particle transport, like rotation, turbulence and FI content scale with power, and therefore, the simple scaling on the role of the NBI fuelling in JET is not necessarily the same under higher power conditions or in larger devices.

日本語訳

密度ピーキングは、JETにおけるICRHとNBIの同一プラズマ間で研究された。比較により、8 MWのNBI加熱/燃料供給は密度ピーキングを2倍に増加させ、ICRHパルスではR/Ln = 0.45、NBIパルスではR/Ln = 0.93であり、ρtor = 0.4、0.8で径方向に平均化された。q、ρ*、υ*、βn、およびTi/Te ≈ 1の無次元プロファイルは、プラズマ中心部(ρtor < 0.3)を除いて5%以内の差で一致した。ICRHとNBI放電間の曲率ピンチ(同じqプロファイル)および熱ピンチ(Ti = Te)の差は実質的にゼロであった。ジャイロ運動論的シミュレーションと統合モデリングの両方が、この同一プラズマ対においてNBI燃料供給が密度ピーキングの主な寄与因子であるという実験結果を強く支持している。ここで注意すべきは、統合モデリングは測定された電子密度プロファイルを再現しないが、ICRHとNBI放電間の密度プロファイルの差は近似的に再現することである。これらのモデリング結果と解析に基づくと、2つのパルス間の不純物、高速イオン(FI)、トロイダル回転、および放射の差は、NBI燃料供給が密度ピーキングの主な寄与因子であるという実験結果を無効にするような背景輸送の変化を引き起こさない。R/Lnが8 MWのNBI出力あたり2倍に増加するというこの結果は、イオン温度勾配が支配的な低出力Hモードプラズマに対して有効である。しかしながら、粒子輸送に影響を与えるいくつかの物理過程、例えば回転、乱流、およびFIスケーリングは出力に依存し、したがってJETにおけるNBI燃料供給の役割に関する単純なスケーリング則は、より高出力条件やより大型の装置では必ずしも同じではない。

装置

jet高精度(タイトル一致)

wiki

JETIon cyclotron heatingNeutral beam injectionFuelling
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