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Quantification of locked mode instability triggered by a change in confinement

M. Peterka, J. Seidl, T. Markovic, A. Loarte, N.C. Logan, J.-K. Park, P. Cahyna, J. Havlicek, M. Imrisek, L. Kripner2024年10月Nuclear FusionIF 3出版社

This work presents the first analysis of the disruptive locked mode (LM) triggered by the dynamics of a confinement change. It shows that, under certain conditions, the LM threshold during the transient is significantly lower than expected from steady states. We investigate the sensitivity to a controlled n = 1 error field (EF) activated prior to the L-H transition in the COMPASS tokamak, at q95 ∼ 3, βN ∼ 1, and using EF coils on the high-field side of the vessel. A threshold for EF penetration subsequent to the L-H transition is identified, which shows no significant trend with density or applied torque, and is an apparent consequence of the reduced intrinsic rotation of the 2/1 mode during this transient phase. This finding challenges the assumption made in theoretical and empirical works that natural mode rotation can be predicted by global plasma parameters and urges against using any parametric EF penetration scaling derived from steady-state experiments to define the EF correction strategy in the entire discharge. Furthermore, even at EFs below the identified penetration threshold, disruptive locking of sawtooth-seeded 2/1 tearing modes is observed after about 30% of L-H transitions without external torque.

日本語訳

本研究は、閉じ込め変化のダイナミクスによって引き起こされる破壊的ロックモード(LM)の初めての解析を示す。特定の条件下では、過渡中のLM閾値が定常状態から予想されるよりも有意に低いことが示される。我々は、COMPASSトカマクにおいて、q95 ∼ 3、βN ∼ 1で、真空容器の高磁場側のEFコイルを使用して、L-H遷移に先立って活性化された制御されたn = 1誤差磁場(EF)に対する感度を調査する。L-H遷移後のEF侵入閾値が特定され、これは密度または印加トルクに対して有意な傾向を示さず、この過渡位相における2/1モードの固有回転の低下の明らかな結果である。この発見は、自然モード回転が大局的プラズマパラメータによって予測できるという理論的および経験的研究における仮定に疑問を投げかけ、定常状態実験から導出されたパラメトリックEF侵入スケーリングを全放電におけるEF補正戦略を定義するために使用することに反対するよう促す。さらに、特定された侵入閾値未満のEFであっても、外部トルクなしのL-H遷移の約30%の後に、鋸歯状波によりシードされた2/1テアリングモードの破壊的ロックが観測される。

AIによる論文要約

閉じ込め変化によって引き起こされる閉じ込めモード不安定性の定量化
JAこの論文は、トカマクの閉じ込め不安定性に興味のある核融合研究者や学生に向けて書かれています。実験結果と理論的な課題について理解を深めることができます。#トカマク #閉じ込め不安定性 #誤差磁場 #L-H遷移 #核融合
LLM向け: {'Title': '閉じ込め変化によって引き起こされる閉じ込めモード不安定性の定量化', 'Author(s)': 'COMPASS トカマクチーム', 'R…

この論文は、閉じ込め変化によって引き起こされる破壊的な閉じ込めモード(LM)の初めての分析を提示しています。一定の条件下では、過渡期のLMしきい値が定常状態から予想されるよりも著しく低いことを示しています。COMPASS トカマクでの実験では、L-H遷移前に制御されたn=1 誤差磁場(EF)に対する感度を調査しています。L-H遷移後のEF浸入のしきい値が密度や印加トルクに依存しないことが明らかになり、定常状態実験から得られたEF浸入のスケーリングを使って全放電でのEF補正戦略を定義することは適切ではないことが示唆されています。

Quantification of locked mode instability triggered by a change in confinement
ENThis paper is relevant for fusion researchers studying plasma instabilities and their triggers, as well as those working on error field correction strategies for tokamak operations.#PlasmaInstability #ErrorField #FusionReactor
LLM向け: {'Title': 'Quantification of locked mode instability triggered by a change in co…

This paper analyzes the disruptive locked mode (LM) triggered by changes in plasma confinement. It shows that the LM threshold can be significantly lower during transient phases compared to steady states. The study investigates the sensitivity to an applied n=1 error field (EF) before the L-H transition, finding a threshold for EF penetration after the transition with no clear trend with density or torque, challenging assumptions about predicting natural mode rotation.

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