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Parametric dependences of impurity transport in tokamaks

R Guirlet, C Giroud, T Parisot, M E Puiatti, C Bourdelle, L Carraro, N Dubuit, X Garbet, P R Thomas2006年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Impurity accumulation has been observed in many tokamak plasma experiments and predicted by collisional transport theory. However in most experimental cases observed transport departs from the collisional predictions ('anomalous transport'), admittedly due to turbulent effects. Diffusion is used as a criterion to assess the relative contributions of collisions and turbulence to observed impurity transport in the published literature. In the ITER relevant confinement modes (H-mode and internal transport barrier scenarios) turbulence always contributes but with large variations. The predicted parametric dependences of impurity transport are reviewed when available. Information on turbulent diffusion is scarce. Predicted collisional and turbulent convection velocities can be directed either inwards or outwards. The collisional predictions match satisfactorily a number of observations. Theoretical predictions of the turbulent convection velocity including recent quasilinear gyrokinetic results are in qualitative agreement with a dedicated experiment. This is only a first step toward a complete validation of the turbulent impurity convection theoretical models and predictive modelling of impurity transport in tokamaks.

日本語訳

不純物輸送は、多くのトカマクプラズマ実験において観測されており、衝突輸送理論によって予測されている。しかし、ほとんどの実験の場合において、観測される輸送は衝突輸送からのずれ(「異常輸送」)を示しており、これは乱流効果によるものと認められている。拡散は、発表文献における観測された不純物輸送に対する衝突と乱流の相対的な寄与を評価するための基準として用いられている。ITER関連の閉じ込めモード(Hモードおよび内部輸送障壁シナリオ)において、乱流は常に寄与するが、その大きさには大きなばらつきがある。不純物輸送の予測されるパラメトリック依存性は、入手可能な場合に概説される。乱流拡散に関する情報は乏しい。予測される衝突および乱流対流速度は、内向きまたは外向きのいずれにもなり得る。衝突輸送の予測は、かなりの数の観測結果と一致する。最近の準線形ジャイロ運動論的結果を含む乱流対流速度の理論的予測は、専用実験と定性的に一致する。これは、乱流不純物対流の理論モデルおよびトカマクにおける不純物輸送の予測モデリングの完全な検証に向けた第一歩に過ぎない。

装置

iter中精度(概要文一致)

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ImpurityImpurity transport
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