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Convective influx of plasma and beams in tokamaks with an asymmetric ripple

T.F. Yang, P.W. Wang1987年Nuclear FusionIF 3出版社

A method of inducing a convective influx of core plasma in tokamaks using a specially structured vertically asymmetric ripple is proposed. In the ripple well the radial gradient of the toroidal field is increased on the flux surfaces in the plasma boundary layer below midplane. Also, the magnitude of the ripple decreases exponentially from the boundary toward the magnetic axis and is practically negligible above midplane. Counterrstreaming circulating particles will drift toward the centre owing to extra inward drift from the increased gradient whenever the particles drift through the ripple. The inward drift is manifested by × ∇ drift due to the increased length of the field line and to slowing down and change in q-values. The overall effect on the diffusion of banana particles is minimal. The influx is proportional to temperature and roughly to (1 − ), where is the inverse aspect ratio. The enhancement of the penetration of beam injection can also be achieved by injecting the beam into the axisymmetrie regions tangentially in the counter streaming direction as well as by injecting the beam perpendicularly into the ripple well.

日本語訳

トカマクにおけるコアプラズマの対流的流入を誘起する方法として、特別に構造化された垂直非対称リップルを用いる方法を提案する。リップル井戸内では、赤道面より下のプラズマ境界層における磁束面上で、トロイダル磁場の動径勾配が増大する。また、リップルの大きさは磁気軸に向かって境界から指数関数的に減少し、赤道面より上では実質的に無視できる。対向流循環粒子は、リップル内をドリフトする際に、増大した勾配による追加の内方向ドリフトにより、中心に向かってドリフトする。内方向ドリフトは、磁力線長の増大、減速、q値の変化による×∇ドリフトとして顕在化する。バナナ粒子の拡散への全体的な影響は最小限である。流入は温度に比例し、おおよそ(1−)に比例する。ここで、は逆アスペクト比である。ビーム入射の浸透の向上は、対向流方向の接線方向に軸対称領域へビームを入射することによっても、また、リップル井戸内に垂直にビームを入射することによっても達成できる。

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