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Investigation of the n  =  1 resistive wall modes in the ITER high-mode confinement

L.J. Zheng, M.T. Kotschenreuther, P. Valanju2017年被引用 8Nuclear FusionIF 3出版社

The n  =  1 resistive wall mode (RWM) stability of ITER high-mode confinement is investigated with bootstrap current included for equilibrium, together with the rotation and diamagnetic drift effects for stability. Here, n is the toroidal mode number. We use the CORSICA code for computing the free boundary equilibrium and AEGIS code for stability. We find that the inclusion of bootstrap current for equilibrium is critical. It can reduce the local magnetic shear in the pedestal, so that the infernal mode branches can develop. Consequently, the n  =  1 modes become unstable without a stabilizing wall at a considerably lower beta limit, driven by the steep pressure gradient in the pedestal. Typical values of the wall position stabilize the ideal mode, but give rise to the 'pedestal' resistive wall modes. We find that the rotation can contribute a stabilizing effect on RWMs and the diamagnetic drift effects can further improve the stability in the co-current rotation case. But, generally speaking, the rotation stabilization effects are not as effective as the case without including the bootstrap current effects on equilibrium. We also find that the diamagnetic drift effects are actually destabilizing when there is a counter-current rotation.

日本語訳

n = 1抵抗性壁モード(RWM)のITER高閉じ込めモードにおける安定性を、平衡にブートストラップ電流を含め、さらに安定性に対する回転および反磁性ドリフト効果も含めて調査した。ここで、nはトロイダルモード数を表す。自由境界平衡の計算にはCORSICAコードを、安定性解析にはAEGISコードを用いた。平衡にブートストラップ電流を含めることが重要であることがわかった。これによりペデスタル領域の局所磁気シアが低減し、インファーナルモード分枝が発現し得る。その結果、安定化壁がない場合、ペデスタルの急峻な圧力勾配に駆動されて、n = 1モードはかなり低いベータ限界で不安定となる。壁位置の典型的な値は理想モードを安定化するが、「ペデスタル」抵抗性壁モードを生じさせる。回転はRWMに対して安定化効果をもたらし得ることがわかった。また、同方向回転の場合、反磁性ドリフト効果は安定性をさらに向上させ得る。しかし、一般的に言えば、回転による安定化効果は、平衡にブートストラップ電流の効果を含めない場合ほど効果的ではない。さらに、逆方向回転の場合、反磁性ドリフト効果は実際には不安定化をもたらすこともわかった。

装置

iter高精度(タイトル一致)

wiki

ITERResistive wall mode
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