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Magnetic field pitch angle and perpendicular velocity measurements from multi-point time-delay estimation of poloidal correlation reflectometry

D Prisiazhniuk, A Krämer-Flecken, G D Conway, T Happel, A Lebschy, P Manz, V Nikolaeva, U Stroth, the ASDEX Upgrade Team2017年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

In fusion machines, turbulent eddies are expected to be aligned with the direction of the magnetic field lines and to propagate in the perpendicular direction. Time delay measurements of density fluctuations can be used to calculate the magnetic field pitch angle α and perpendicular velocity profiles. The method is applied to poloidal correlation reflectometry installed at ASDEX Upgrade and TEXTOR, which measure density fluctuations from poloidally and toroidally separated antennas. Validation of the method is achieved by comparing the perpendicular velocity (composed of the drift and the phase velocity of turbulence ) with Doppler reflectometry measurements and with neoclassical calculations. An important condition for the application of the method is the presence of turbulence with a sufficiently long decorrelation time. It is shown that at the shear layer the decorrelation time is reduced, limiting the application of the method. The magnetic field pitch angle measured by this method shows the expected dependence on the magnetic field, plasma current and radial position. The profile of the pitch angle reproduces the expected shape and values. However, comparison with the equilibrium reconstruction code cliste suggests an additional inclination of turbulent eddies at the pedestal position (2–3°). This additional angle decreases towards the core and at the edge.

日本語訳

核融合装置において、乱流渦は磁力線の方向に整列し、垂直方向に伝播することが期待される。密度揺動の時間遅延測定を用いて、磁場ピッチ角αと垂直速度のプロファイルを計算することができる。この手法は、ASDEX UpgradeおよびTEXTORに設置されたポロイダル相関反射計に適用され、これらはポロイダル方向およびトロイダル方向に分離されたアンテナから密度揺動を測定する。この手法の検証は、垂直速度(E×Bドリフトと乱流の位相速度から構成される)をドップラー反射計による測定結果および新古典理論計算と比較することによって行われる。この手法の適用における重要な条件は、乱流のデコヒーレンス時間が十分に長いことである。シア層においてはデコヒーレンス時間が短縮され、この手法の適用が制限されることが示されている。この手法によって測定された磁場ピッチ角は、磁場、プラズマ電流、および半径方向位置に対する期待通りの依存性を示す。ピッチ角のプロファイルは、期待される形状と値を再現する。しかしながら、平衡再構成コードCLISTEとの比較により、ペデスタル領域において乱流渦の追加的な傾きが示唆される(2〜3°)。この追加的な傾きは、コア領域およびエッジ領域に向かって減少する。

装置

asdex-upgrade中精度(概要文一致)textor中精度(概要文一致)

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Reflectometry
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