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Bayesian inference of particle source and sink in a closed-divertor using Balmer line spectroscopy

T Nishizawa, M Cavedon, F Reimold, R Dux, D Brida, H Wu, the EUROfusion MST1 team, the ASDEX Upgrade Team2020年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

A new analysis technique for Balmer line spectroscopy that enables recombination rate (particle sink) and ionization rate (particle source) inference in a closed divertor configuration is reported. Bayesian inference is employed to systematically utilize all available information from multiple Balmer lines and constrain parameter ranges by using prior knowledge about plasmas. While a closed-divertor facilitates detachment, neutral plugging typically leads to large spatial variations in plasma parameters. A forward model is developed to take into account non-uniformity in the plasma parameters and applied to test data generated by divertor plasma simulations. It is shown that the forward model robustly provides particle source and sink inference over a wide parameter range. In addition, the precision improves as more Balmer lines are resolved simultaneously. The new analysis technique is also applied to an L-mode ASDEX Upgrade plasma in the high-recycling regime. The inferred quantities and their profiles are consistent with the expectations of a high-recycling divertor plasma. The further insight into the detachment physics will be provided by using this new analysis technique.

日本語訳

閉ダイバータ配位における再結合率(粒子シンク)および電離率(粒子源)の推定を可能にするバルマー線分光の新たな解析手法を報告する。ベイズ推定を系統的に用いることで、複数のバルマー線からの利用可能なすべての情報を活用し、プラズマに関する事前知識を用いてパラメータ範囲を拘束する。閉ダイバータはデタッチメントを促進する一方、中性粒子の閉じ込め(プラグ)は typically プラズマパラメータの大きな空間的不均一性をもたらす。プラズマパラメータの非一様性を考慮したフォワードモデルを構築し、ダイバータプラズマシミュレーションによって生成されたテストデータに適用した。このフォワードモデルが広いパラメータ範囲にわたって粒子源・シンクの推定を頑健に提供することが示された。さらに、同時に分解されるバルマー線の数が増えるほど精度が向上する。本解析手法はまた、高リサイクリング領域にあるASDEX UpgradeプラズマのLモード放電にも適用された。推定された物理量とその分布は、高リサイクリングダイバータプラズマの知見と整合するものであった。本手法を用いることで、デタッチメント物理に関するさらなる洞察が得られることが期待される。

装置

asdex-upgrade中精度(概要文一致)

wiki

Divertor
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