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H-mode plasmas at very low aspect ratio on the Pegasus Toroidal Experiment

K.E. Thome, M.W. Bongard, J.L. Barr, G.M. Bodner, M.G. Burke, R.J. Fonck, D.M. Kriete, J.M. Perry, J.A. Reusch, D.J. Schlossberg2017年被引用 16Nuclear FusionIF 3出版社

H-mode is obtained at in the Pegasus Toroidal Experiment via Ohmic heating, high-field-side fueling, and low edge recycling in both limited and diverted magnetic topologies. These H-mode plasmas show the formation of edge current and pressure pedestals and a doubling of the energy confinement time to . The L–H power threshold increases with density, and there is no minimum observed in the attainable density space. The power threshold is equivalent in limited and diverted plasmas, consistent with the FM3 model. However, the measured is higher than that predicted by conventional International Tokamak Physics Activity (ITPA) scalings, and increases as . Small ELMs are present at low input power , with toroidal mode number . At , they transition to large ELMs with intermediate . The dominant- component of a large ELM grows exponentially, while other components evolve nonlinearly and can damp prior to the crash. Direct measurements of the current profile in the pedestal region show that both ELM types exhibit a generation of a current-hole, followed by a pedestal recovery. Large ELMs are shown to further expel a current-carrying filament. Small ELM suppression via injection of low levels of helical current into the edge plasma region is also indicated.

日本語訳

Hモードは、Pegasusトーラス実験において、オーミック加熱、高磁場側燃料供給、およびリミター配位とダイバータ配位の両方における低端部リサイクリングによって達成される。これらのHモードプラズマは、端部電流および圧力ペデスタルの形成と、エネルギー閉じ込め時間の2倍への増加を示す。L-H遷移パワー閾値は密度とともに増加し、到達可能な密度範囲内に最小値は存在しない。パワー閾値はリミター配位とダイバータ配位で同等であり、FM3モデルと一致する。しかし、測定された閾値は従来の国際トカマク物理活動(ITPA)スケーリング則による予測よりも高く、密度とともに増加する。小規模ELMは低い入力パワーで存在し、トロイダルモード数は中程度である。中間的な入力パワーでは、大規模ELMへの遷移が生じる。大規模ELMの支配的なトロイダルモード成分は指数関数的に成長する一方、他の成分は非線形的に発展し、クラッシュ前に減衰し得る。ペデスタル領域における電流分布の直接測定により、両方のELMタイプにおいて電流ホールの生成とそれに続くペデスタルの回復が示される。大規模ELMは電流を担うフィラメントをさらに排出することが示されている。また、端部プラズマ領域への低レベルのヘリカル電流注入による小規模ELMの抑制も示唆されている。

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H-mode
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