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Development of internal transport barrier scenarios at ITER-relevant high triangularity in JET

F.G. Rimini, M. Bécoulet, E. Giovannozzi, P.J. Lomas, O. Tudisco, B. Alper, F. Crisanti, M. de Baar, E. de La Luna, P. de Vries2005年被引用 10Nuclear FusionIF 3出版社

The development of scenarios characterized by H-mode confinement and internal transport barriers (ITBs) in high triangularity, δ ∼ 0.4–0.5, discharges is of particular interest for ITER advanced tokamak operation. Previous JET experiments have shown that high triangularity favours H-modes which are ELM-free or develop type I edge localized mode (ELM) activity, which inhibits long lasting ITBs. The recent experiments reported here concentrate on integrated optimization of edge and core conditions. The stability of the edge pedestal was controlled using gas injection, deuterium or light impurities, and plasma current ramps. Both methods yield more ITB-friendly edge pedestal conditions, varying from small type I to type III ELMs and, in extreme cases, resulting in L-mode. In parallel, the conditions for triggering and sustaining ITBs encompassing a large proportion of the plasma volume (outer ITBs) were optimized, as opposed to less performing ITBs located closer to the plasma centre (inner ITB). These plasmas have deeply reversed target current profiles with qmin ∼ 3 and a narrow inner ITB, located typically at a small normalized radius ρ < 0.5 and close to the reversed shear region, is routinely observed. Large radius outer ITBs are only triggered at an input power in excess of 20 MW, but they do not usually survive the transition into H-mode. The best results, in terms of sustained high confinement, have been obtained with neon injection; an outer ITB is triggered during the phase with L-mode edge and survives into H-mode for about 2 s, corresponding to ∼10 times the global energy confinement time τE, at q95 = 7.5, H89βN ∼ 3.5–4 and ∼60% of the Greenwald density limit. In summary, a high triangularity scenario has been developed, which combines the desirable characteristics of controlled edge, long lasting wide ITBs and high performance at density higher than the low triangularity JET scenarios.

日本語訳

高三角形度(δ ∼ 0.4–0.5)の放電におけるHモード閉じ込めと内部輸送障壁(ITB)を特徴とするシナリオの開発は、ITER先進トカマク運転にとって特に重要である。これまでのJET実験では、高三角形度はELMフリーまたはタイプIエッジ局在モード(ELM)活動を発達させるHモードを促進し、それが長時間持続するITBを阻害することが示されている。ここで報告する最近の実験は、エッジとコアの条件の統合的最適化に焦点を当てている。エッジペデスタルの安定性は、ガス注入、重水素または軽不純物、およびプラズマ電流ランプを用いて制御された。両方の方法は、よりITBに適したエッジペデスタル条件をもたらし、小さなタイプIからタイプIIIのELMまで変化し、極端な場合にはLモードに至る。並行して、プラズマ体積の大部分を占めるITB(外側ITB)のトリガーおよび維持の条件が最適化された。これは、プラズマ中心に近い位置にある性能の低いITB(内側ITB)とは対照的である。これらのプラズマは、qmin ∼ 3の深く反転したターゲット電流分布を持ち、典型的には小さな規格化半径ρ < 0.5で反転シア領域に近い位置にある狭い内側ITBが日常的に観測される。大半径の外側ITBは、20 MWを超える入力パワーでのみトリガーされるが、通常はHモードへの遷移を生き延びない。最高の結果は、持続的な高閉じ込めの観点から、ネオン注入で得られた。外側ITBはLモードエッジの位相中にトリガーされ、約2秒間Hモードに生き延びる。これは、q95 = 7.5、H89βN ∼ 3.5–4、およびグリーンワルド密度限界の約60%において、全球エネルギー閉じ込め時間τEの約10倍に相当する。要約すると、高三角形度シナリオが開発された。これは、制御されたエッジ、長時間持続する広いITB、および低三角形度JETシナリオよりも高い密度での高性能という望ましい特性を組み合わせたものである。

装置

iter高精度(タイトル一致)jet高精度(タイトル一致)

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ITERJETTransport barrierInternal transport barrierTriangularity
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