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Runaway electron mitigation by applied magnetic perturbations in RFX-mod tokamak plasmas

M. Gobbin, M. Valisa, R.B. White, D. Cester, L. Marrelli, M. Nocente, P. Piovesan, L. Stevanato, M.E. Puiatti, M. Zuin2017年被引用 12Nuclear FusionIF 3出版社

Thanks to its advanced system for the control of magnetohydrodynamic modes, the RFX-mod device run as a tokamak is particularly suited to the study of the possible impact on runaway electron (RE) de-confinement in response to applied magnetic perturbations. This paper shows that during the flat-top phase in RFX-mod discharges, with a plasma current of kA and a low density ( m−3), the amount of REs scales with the m  =  2,n  =  1 perturbation both in q(a)  <  2 and q(a)  >  2 plasmas. Similar results have also been obtained in post-disruption phases, but still with limited statistics. The mechanisms generating REs and the effect of magnetic perturbation (MP) on their confinement are interpreted by numerical simulations with the relativistic guiding center code ORBIT. The role played by different magnetic equilibria on the energy of REs and on their loss rates is investigated. ORBIT simulations indicate that RE-enhanced losses are associated with a raised level of stochasticity, the effect being more pronounced when the MP amplitude is higher and internally resonant.

日本語訳

RFX-mod装置は、トカマクとして運転される場合、磁気流体力学モードの制御のための高度なシステムにより、印加磁気摂動に対する逃走電子(RE)の閉じ込め喪失の潜在的影響の研究に特に適している。本論文は、RFX-mod放電のフラットトップ位相において、プラズマ電流がkA、低密度(m⁻³)の条件下で、RE量がq(a)<2およびq(a)>2の両方のプラズマにおいてm=2、n=1摂動とともにスケーリングすることを示す。同様の結果は、統計は限られるものの、崩壊後位相でも得られている。REを生成するメカニズムと、それらの閉じ込めに対する磁気摂動(MP)の影響は、相対論的ガイドセンターコードORBITを用いた数値シミュレーションによって解釈される。異なる磁気平衡がREのエネルギーとその損失率に及ぼす役割が調査される。ORBITシミュレーションは、REの損失増大が確率性の上昇と関連し、その効果はMP振幅がより高く、内部共鳴が生じる場合により顕著であることを示している。

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Magnetic perturbationRunaway electronRFX
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