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Assessment of beryllium Faraday screens on the JET ICRF antennas

M. Bures, J.J. Jacquinot, M.F. Stamp, D.D.R. Summers, D.F.H. Start, T. Wade, D.A. D'Ippolito, J.R. Myra1992年被引用 47Nuclear FusionIF 3出版社

The JET ICRF antennas, equipped with beryllium (Be) Faraday screens (FS), can be operated in such a way that the RF specific effects on the plasma boundary, by the impurity influx originating at the screens, are reduced to a negligible level. In dipole phasing, k|| = 7 m-1, the influx is for all purposes negligible. In monopole phasing (k|| = 0 m-1) the beryllium influx does not exceed ϕBeFS = 1 × 1019 atoms.MW-1.s-1 and the corresponding delta Zeff/PRF is < 0.005 MW-1. The observed dependences of ϕBeFS (in monopole phasing) on plasma density antenna voltage, antenna phasing, and the angle between FS elements and the magnetic field in the boundary, B(a) = Bθ(a) + BT(a), confirm that the release mechanism is sputtering by ions accelerated in the RF enhanced Bohm-Debye sheaths forming at the front face of the FS. When the angle between FS and B(a) is ≃ 22°, the fraction of the RF power radiated by the antenna, dissipated at the screen, can reach 40%. At high antenna voltage, arcing across the FS can occur. With dipole phasing the heating efficiency is not degraded, even with the large angle, and all the power coupled by the antenna is absorbed at the resonance position near the plasma centre. The open screen design did not introduce any disadvantages. The experience from JET operation at powers of up to 22 MW shows that, if the necessary conditions are met, i.e. if RF rectification is minimized, antennas are phased as dipoles and material with low sputtering coefficients at energies of 0.5-1 keV is used, then the influx from the FS is, for all practical purposes, eliminated

日本語訳

ベリリウム(Be)ファラデーシールド(FS)を装備したJET ICRFアンテナは、シールドから発生する不純物流入によるプラズマ境界へのRF特有の影響が無視できるレベルに低減されるように運転することができる。ダイポール位相(k|| = 7 m-1)では、流入は実質的に無視できる。モノポール位相(k|| = 0 m-1)では、ベリリウム流入はϕBeFS = 1 × 1019 atoms.MW-1.s-1を超えず、対応するdelta Zeff/PRFは< 0.005 MW-1である。観測されたϕBeFS(モノポール位相)のプラズマ密度、アンテナ電圧、アンテナ位相、および境界における磁場B(a) = Bθ(a) + BT(a)とFS要素との間の角度への依存性は、放出機構がFSの前面に形成されるRF増強ボーム・ドバイシース内で加速されたイオンによるスパッタリングであることを確認する。FSとB(a)の間の角度が≃22°のとき、アンテナから放射されシールドで散逸されるRFパワーの割合は40%に達し得る。高いアンテナ電圧では、FSを横切るアーキングが発生し得る。ダイポール位相では、大きな角度でも加熱効率は低下せず、アンテナによって結合された全パワーはプラズマ中心近くの共鳴位置で吸収される。開放型シールド設計は何ら欠点をもたらさなかった。最大22 MWのパワーでのJET運転の経験は、必要な条件が満たされれば、すなわちRF整流が最小化され、アンテナがダイポールとして位相が合わされ、0.5-1 keVのエネルギーで低スパッタリング係数の材料が使用されれば、FSからの流入は実用上すべて除去されることを示している。

装置

jet高精度(タイトル一致)

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JETIon cyclotron heatingBeryllium
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