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Effect of n = 2 externally-applied magnetic perturbations on fast-ion confinement in MAST-U

Lina Velarde, J.F. Rivero-Rodríguez, J. Galdón-Quiroga, D. Ryan, L. Sanchís, D. Kabirov, P. Cano-Megías, J. Rueda-Rueda, Y.Q. Liu, K.G. McClements2025年11月Nuclear FusionIF 3出版社

Experiments with externally-applied magnetic perturbations (MPs) have been carried out in MAST-U to study the effect on the fast-ion distribution. Scans performed of the current applied in the coils, the toroidal phase offset between the currents in the upper and lower coil sets, and of the absolute phase of the perturbation for two different sources of fast ions are presented and discussed for an n = 2 perturbation. The results indicate a modulation of the FILD signal with the applied perturbation, which is determined by the three scanned parameters, and also by the velocity-space of the fast-ion losses, suggesting a resonant interaction between the MP and the fast-ion orbits. To study this interaction, MARS-F has been used to compute the perturbed fields and the resulting magnetic field has been used as input in the modelling of first-orbit losses performed with ASCOT. The analysis of the fast-ion transport indicates that the resonances that overlap at the edge of the plasma may be responsible for the losses, in agreement with previous results from ASDEX Upgrade. Furthermore, simulations predict a modulation of the losses reaching FILD with the applied configuration, but with minima/maxima at phases opposite to those observed experimentally. This suggests that all non-axisymmetric field components, such as intrinsic error fields, need to be included in the MARS-F modelling, as well as all toroidal components of the perturbation.

日本語訳

外部印加磁気摂動(MP)を用いた実験がMAST-Uで実施され、高速イオン分布への影響が調べられた。コイルに印加する電流、上部および下部コイルセットの電流間のトロイダル位相オフセット、および摂動の絶対位相について、2つの異なる高速イオン源に対して実施されたスキャンを、n = 2摂動について提示し、議論する。結果は、印加摂動に伴うFILD信号の変調を示しており、その変調はスキャンされた3つのパラメータと、高速イオン損失の速度空間によって決定される。これは、MPと高速イオン軌道との間の共鳴相互作用を示唆している。この相互作用を研究するため、MARS-Fを用いて摂動場を計算し、その結果得られた磁場を、ASCOTで実施された第一軌道損失のモデリングへの入力として使用した。高速イオン輸送の解析は、プラズマ端で重なり合う共鳴が損失の原因である可能性があることを示しており、これはASDEX Upgradeの以前の結果と一致する。さらに、シミュレーションは、印加配置に応じてFILDに到達する損失の変調を予測するが、その極小/極大は実験的に観測されたものとは逆の位相にある。このことは、MARS-Fモデリングには、摂動のすべてのトロイダル成分に加えて、内在誤差磁場のようなすべての非軸対称磁場成分を含める必要があることを示唆している。

装置

asdex-upgrade中精度(概要文一致)

wiki

Fusion Advanced Studies TorusEnergetic ionMagnetic perturbationMASTMAST Upgrade

AIによる論文要約

n=2外部印加磁気摂動がMAST-Uの高速イオン閉じ込めに及ぼす効果
JA核融合プラズマ中の高速イオン輸送と磁気摂動の相互作用に興味がある研究者や大学院生#MAST-U #高速イオン #磁気摂動 #MHD #核融合
LLM向け: {"Title": "n=2外部印加磁気摂動による高速イオン損失の共振相互作用", "Authors": "MAST-U研究チーム", "Research Ob…

MAST-Uで外部磁気摂動(MP)を印加し、高速イオン分布への影響を調べました。コイル電流、上下コイルのトロイダル位相オフセット、摂動の絶対位相を走査し、2種類の高速イオン源に対して実験を行いました。FILD信号は印加MPによって変調され、その変調は走査パラメータと損失イオンの速度空間に依存し、MPと高速イオン軌道の共振相互作用を示唆します。MARS-Fで摂動場を計算し、ASCOTで一次軌道損失をモデル化した結果、プラズマ端での共鳴重なりが損失原因と考えられ、ASDEX Upgradeの結果と一致しました。しかしシミュレーションの損失変調の位相は実験と逆であり、誤差磁場などの非軸対称成分をすべて含める必要性が示されました。

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