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Observations of rotation in JET plasmas with electron heating by ion cyclotron resonance heating

T Hellsten, T J Johnson, D Van Eester, E Lerche, Y Lin, M-L Mayoral, J Ongena, G Calabro, K Crombé, D Frigione2012年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The rotation of L-mode plasmas in the JET tokamak heated by waves in the ion cyclotron range of frequencies (ICRF) damped on electrons, is reported. The plasma in the core is found to rotate in the counter-current direction with a high shear and in the outer part of the plasma with an almost constant angular rotation. The core rotation is stronger in magnitude than observed for scenarios with dominating ion cyclotron absorption. Two scenarios are considered: the inverted mode conversion scenarios and heating at the second harmonic 3He cyclotron resonance in H plasmas. In the latter case, electron absorption of the fast magnetosonic wave by transit time magnetic pumping and electron Landau damping (TTMP/ELD) is the dominating absorption mechanism. Inverted mode conversion is done in (3He)-H plasmas where the mode converted waves are essentially absorbed by electron Landau damping. Similar rotation profiles are seen when heating at the second harmonic cyclotron frequency of 3He and with mode conversion at high concentrations of 3He. The magnitude of the counter-rotation is found to decrease with an increasing plasma current. The correlation of the rotation with the electron temperature is better than with coupled power, indicating that for these types of discharges the dominating mechanism for the rotation is related to indirect effects of electron heat transport, rather than to direct effects of ICRF heating. There is no conclusive evidence that mode conversion in itself affects rotation for these discharges.

日本語訳

JETトカマクにおいて、イオンサイクロトロン周波数帯域(ICRF)で加熱され、電子に減衰する波によるLモードプラズマの回転が報告されている。プラズマのコア部では、高いシアを伴う反電流方向の回転が観測され、外側部分ではほぼ一定の角速度での回転が見られる。コア部の回転は、イオンサイクロトロン吸収が支配的なシナリオで観測されるものよりも大きい。2つのシナリオが検討されている:反転モード変換シナリオと、Hプラズマにおける3Heサイクロトロンの第2高調波加熱である。後者の場合、高速磁気音波の電子吸収は、通過時間磁気ポンピングと電子ランダウ減衰(TTMP/ELD)が支配的な吸収機構である。反転モード変換は(3He)-Hプラズマで行われ、そこではモード変換された波が主に電子ランダウ減衰によって吸収される。3Heのサイクロトロン第2高調波加熱時と、3He濃度が高い場合のモード変換時には、同様の回転プロファイルが観測される。反電流方向の回転の大きさは、プラズマ電流の増加とともに減少することが見出された。回転と電子温度の相関は、結合パワーとの相関よりも強く、これらのタイプの放電において支配的な回転機構は、ICRF加熱の直接効果ではなく、電子熱輸送の間接効果に関連していることを示している。モード変換自体がこれらの放電の回転に影響を与えるという決定的な証拠はない。

装置

jet高精度(タイトル一致)

wiki

JETIon cyclotron heatingCyclotron resonanceIon cyclotron resonanceElectron heating
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