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Enhanced transport of impurity ions and electron heat in Tore Supra ohmic discharges following nickel laser blow-off injection

M. Mattioli, M. Erba, T. Dudok de Wit, A.-L. Pecquet, J.-L. Segui, J.C. Vallet1998年被引用 17Nuclear FusionIF 3出版社

Nickel has been injected into ohmic Tore Supra (TS) discharges with and without activation of the ergodic divertor (ED). The nickel ion transport is studied by means of an impurity transport code, and the radial profiles of the diffusion coefficient D and of the inward convection velocity V are obtained by simulating the soft X ray brightness and emissivity time evolutions. The simulations confirm two previously reported conclusions: the presence of a central core with reduced transport coefficients and, with the ED activated, the necessity of introducing a peripheral transport barrier (with increased inward convection and/or reduced diffusion). To make satisfactory simulations in both experimental conditions of the initial phase of the nickel ion inflow before the first inverted sawtooth, it is necessary to increase transiently the diffusion coefficient (by 1 order of magnitude or more) during the first few milliseconds after the injection. By comparison of the experimental and simulated bolometric signals, it is possible to verify quantitatively the available calculations of the global radiative losses for nickel. The observed discrepancy by a factor of 2 is discussed. The inward propagating cold wave, following the nickel injection, has been observed with a heterodyne radiometer (monitoring the electron temperature). Both with and without the ED, good simulations of the cold wave propagation are obtained using a predictive non-local transport model, previously successfully tested in JET during transient regimes. The model predicts large increases of the electron thermal diffusivity χe, by a factor of 5, immediately after the injection and describes well the electron temperature profile in the so-called heat transport dominated region outside the q = 1 surface. The experimental signals are smoothed with the `generalized singular value decomposition' technique, reducing the effect of the sawtooth modulation; the simulation can, therefore, be more clearly compared with the measurements. It is not possible, using present experimental data, to demonstrate the existence of an electron diffusivity transport barrier inside the q = 1 region, as done for the impurity transport, because the temperature profile is strongly affected by sawteeth in this region. Similarities have been found in the time evolutions of the electron temperature and of the Abel inverted soft X ray emissivities at fixed radii, implying similar time behaviour of D and χe outside the q = 1 surface.

日本語訳

ニッケルは、エルゴディックダイバータ(ED)を作動させた場合と作動させない場合のオーミックTore Supra(TS)放電に注入された。ニッケルイオンの輸送は不純物輸送コードを用いて研究され、拡散係数Dと内向き対流速度Vの動径プロファイルは、軟X線輝度と放射率の時間発展をシミュレーションすることによって得られた。シミュレーションは、既に報告された2つの結論を裏付けるものである:輸送係数が低減された中心コアの存在と、EDを作動させた場合に、(増大した内向き対流および/または低減された拡散を伴う)周辺輸送障壁の導入の必要性である。最初の逆転サドル前のニッケルイオン流入の初期段階の両方の実験条件において満足のいくシミュレーションを行うためには、注入後最初の数ミリ秒の間に拡散係数を一時的に(1桁以上)増加させることが必要である。実験的およびシミュレーションされたボロメトリ信号の比較により、ニッケルの全放射損失の利用可能な計算を定量的に検証することが可能である。観測された2倍の相違について議論する。ニッケル注入に続く内向き伝播冷波が、ヘテロダイン放射計(電子温度を監視する)で観測された。EDの有無にかかわらず、予測的非局所輸送モデルを用いて冷波伝播の良好なシミュレーションが得られた。このモデルは、JETの過渡状態において以前に成功裏に検証されたものである。このモデルは、注入直後の電子熱拡散係数χeの5倍の大幅な増加を予測し、q=1面の外側のいわゆる熱輸送支配領域における電子温度分布を良く記述する。実験信号は「一般化特異値分解」法で平滑化され、サージョード変調の影響を低減している。これにより、シミュレーションを測定値とより明確に比較できる。現在の実験データを用いて、不純物輸送で行われたように、q=1領域内の電子拡散係数の輸送障壁の存在を実証することは、この領域の温度分布がサージョードの影響を強く受けるため、不可能である。固定半径における電子温度とアーベル反転軟X線放射率の時間発展に類似性が見いだされ、q=1面の外側でのDとχeの類似した時間的挙動を示唆している。

装置

jet中精度(概要文一致)

wiki

ImpurityTore SupraOhmic heating
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