Experiments were performed on the PDX tokamak to study plasma heating and beta scaling with high-power, near-perpendicular neutral-beam injection. The data taken during these experiments were analysed, using a time-dependent data interpretation code (TRANSP), to study the transport and thermal confinement scaling over a wide range of plasma parameters. This study focuses on results from experiments with D0 injection into H+ plasmas using graphite rail limiters, a = 40–44 cm, R = 143 cm, Ip= 200–480 kA, BT = 0.7–2.2 T, and, typically, e = (2.5–4.2) X 1013cm−3. The results of this study indicate that for both Ohmic and neutral-beam-heated discharges the energy flow out of the plasma is dominated by anomalous electron losses which are attributed to electron thermal conduction. The ion conduction losses are not inconsistent with neoclassical theory; however, the total ion loss influences the power balance significantly only at high toroidal fields and high plasma currents. Therefore, except for these cases, the total thermal energy confinement time for the neutral-beam-heated discharges follows the scaling of electron energy confinement. While the confinement is found to have little dependence on toroidal field, it is a strong function of plasma current, increasing with increasing Ip. In contrast, Ohmic confinement times are found to scale as eq½. Because of the dominant effect of the electrons, the total confinement is found to depend heavily on the variation of the electron thermal diffusivity, χe, in the outer region of the plasma (a/2 ≤ r ≤ 7a/8). The values of χe in this region of the plasma show an approximately inverse dependence on the local value of the poloidal magnetic field.
PDXトカマクにおいて、高パワーでほぼ垂直な中性粒子ビーム入射を用いたプラズマ加熱とベータスケーリングを研究するための実験が行われた。これらの実験中に取得されたデータは、広範囲のプラズマパラメータにわたる輸送および熱閉じ込めスケーリングを研究するために、時間依存データ解釈コード(TRANSP)を用いて解析された。この研究は、グラファイト・レールリミッターを用いたH+プラズマへのD0入射、a = 40–44 cm、R = 143 cm、Ip= 200–480 kA、BT = 0.7–2.2 T、そして典型的には e = (2.5–4.2) X 1013cm−3 での実験結果に焦点を当てている。この研究の結果は、オーミックおよび中性粒子ビーム加熱放電の両方において、プラズマからのエネルギー流が、電子熱伝導に起因する異常電子損失によって支配されることを示している。イオン伝導損失は新古典理論と矛盾しない。しかしながら、全イオン損失は、高いトロイダル磁場と高いプラズマ電流の場合にのみパワーバランスに有意に影響する。したがって、これらの場合を除いて、中性粒子ビーム加熱放電の全熱エネルギー閉じ込め時間は、電子エネルギー閉じ込めのスケーリングに従う。閉じ込めはトロイダル磁場への依存が小さいことが見出される一方、プラズマ電流の強い関数であり、Ipの増加とともに増加する。対照的に、オーミック閉じ込め時間は eq½ としてスケーリングすることが見出される。電子の支配的効果のため、全閉じ込めは、プラズマの外側領域 (a/2 ≤ r ≤ 7a/8) における電子熱拡散率χeの変化に大きく依存することが見出される。プラズマのこの領域におけるχeの値は、ポロイダル磁場の局所値にほぼ逆依存を示す。