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Effects of sawtooth crashes on beam ions and fusion product tritons in JET

F.B. Marcus, J.M. Adams, D.S. Bond, M.A. Hone, P.J.A. Howarth, O.N. Jarvis, M.J. Loughlin, G.J. Sadler, P. Van Belle, N. Watkins1994年被引用 44Nuclear FusionIF 3出版社

The JET neutron emission profile monitor is used to measure the 2.5 MeV and 14 MeV neutron emission line integrals before and after sawtooth crashes in high d-d neutron yield, hot ion H mode plasmas in the Joint European Torus (JET). Deuterium-deuterium (d-d) fusion produces 2.5 MeV neutrons and 1 MeV tritons (t) at nearly equal rates from its two reaction channels. A plasma current of 3 MA is sufficiently high to contain most of the fusion product tritons, which have birth orbit gyroradii and velocity space distributions similar to those of the 3.5 MeV or particles from d-t fusion. By examining neutron emission line integrals and tomographically deduced local emissivity profiles, an upper limit of 10% can be placed on the net fraction of fusion product tritons which are displaced from the plasma axis by those sawtooth crashes studied. This is a much smaller net fraction than that typically observed, 35-55%, for displaced injected neutral beam deuterium ions. A study of the response of beam injected deuterium ions to a sawtooth crash shows that the change in their axial density depends on the precrash spatial width of the neutron emissivity profile. The fusion product tritons, which have a large precrash spatial width, respond weakly to a crash. This weak response is consistent with the behaviour of the analogous d-d beam thermal neutrons when extrapolated to the corresponding emissivity spatial width. The implication of these observations is that beam ions and 3.5 MeV alpha particles in JET may be relatively resilient to sawtooth clashes, when the spatial width of their density is sufficiently large

日本語訳

JET中性子放出プロファイルモニタは、JETにおける高中性子収率の高温イオンHモードプラズマ中の鋸歯状崩壊前後における2.5MeVおよび14MeV中性子放出線積分を測定するために使用される。重水素-重水素(D-D)核融合は、その2つの反応チャネルからほぼ等しい割合で2.5MeV中性子と1MeVトリトンを生成する。3MAのプラズマ電流は、発生軌道ジャイロ半径と速度空間分布がD-T核融合からの3.5MeVα粒子と同様である核融合生成トリトンの大部分を閉じ込めるのに十分に高い。中性子放出線積分とトモグラフィー的に再構成された局所発光率プロファイルを調べることにより、これらの鋸歯状崩壊によってプラズマ軸から変位した核融合生成トリトンの正味の割合は10%以下と上限を設定できる。これは、変位した中性粒子ビーム入射重水素イオンについて典型的に観測される35〜55%という正味の割合よりもはるかに小さい。鋸歯状崩壊に対するビーム入射重水素イオンの応答の研究は、それらの軸方向密度の変化が中性子発光率プロファイルの崩壊前の空間幅に依存することを示している。大きな崩壊前空間幅を持つ核融合生成トリトンは、崩壊に対して弱い応答を示す。この弱い応答は、対応する発光率空間幅に外挿した場合の同様のD-Dビーム熱中性子の挙動と一致する。これらの観測の含意は、ビーム入射イオンと3.5MeVα粒子は、その密度の空間幅が十分に大きい場合、JETにおける鋸歯状崩壊に対して比較的耐性がある可能性があるということである。

装置

jet高精度(タイトル一致)

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JETSawtooth oscillationFusion productBeam ion
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