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Investigating the n = 1 and n = 2 error fields in W7-X using the newly accelerated FIELDLINES code

Dion Engels, Samuel A Lazerson, Victor Bykov, Josefine H E Proll, the W7-X Team2022年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

No fusion device can be created without some uncertainty; there is always a slight deviation from the geometric specification. These deviations can add up create a deviation of the magnetic field. This deviation is known as the (magnetic) error field. Correcting these error fields is desired as they cause asymmetries in the divertor loads and can thus cause damage to the device if they grow too large. These error fields can be defined by their toroidal (n) and poloidal number (m). The correction of the n = 1 and n = 2 fields in Wendelstein 7-X (W7-X) is investigated in this work. This investigation focuses on field line diffusion to the divertor, a proxy for divertor heat flux. Such work leverages the 25× speedup obtained through the implementation of a new particle-wall collision model. The n = 1 and n = 2 error fields of the as-built coils model of W7-X are corrected by scanning phase and amplitude of the trim and control coils. Reductions in the divertor load asymmetry by factors of four are demonstrated using error field correction. It is found that the as-built coils model has a significantly lower error field than found in experiments (Bozhenkov et al 2018 Nucl. Fusion59 026004).

日本語訳

核融合装置は不確実性なしには作製できず、幾何学的仕様からのわずかなずれが常に存在する。これらのずれは蓄積され、磁場のずれを生み出す可能性がある。このずれは(磁場)誤差として知られている。これらの誤差磁場はダイバータ負荷に非対称性を引き起こすため、過大に成長すると装置に損傷を与えかねず、補正が望まれる。これらの誤差磁場は、そのトロイダル(n)およびポロイダル(m)モード数によって定義できる。本稿では、Wendelstein 7-X(W7-X)におけるn = 1およびn = 2の誤差磁場の補正について調査する。この調査は、ダイバータへの熱負荷の代理指標である磁力線拡散に焦点を当てる。このような研究は、新しい粒子-壁衝突モデルの実装によって達成された25倍の計算高速化を活用する。W7-Xの実機製作後コイルモデルのn = 1およびn = 2誤差磁場は、補正コイルおよびトリムコイルの位相と振幅を走査することによって補正される。誤差磁場補正を用いることで、ダイバータ負荷の4倍の非対称性低減が実証される。実機製作後コイルモデルは、実験で見出されたものよりも有意に低い誤差磁場を有することが判明した(Bozhenkov et al 2018 Nucl. Fusion 59 026004)。

装置

wendelstein-7x高精度(タイトル一致)

wiki

W7-XError field
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