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Impurity behaviour in the ASDEX Upgrade divertor tokamak withlarge area tungsten walls

R Neu, R Dux, A Geier, A Kallenbach, R Pugno, V Rohde, D Bolshukhin, J C Fuchs, O Gehre, O Gruber2002年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

At the central column of ASDEX Upgrade, an area of 5.5 m2 of graphite tiles was replaced by tungsten-coated tiles representing about two-thirds of the total area of the central column. No negative influence on the plasma performance was found, except for internal transport barrier limiter discharges. The tungsten influx ΓW stayed below the detection limit only during direct plasma wall contact or for reduced clearance in divertor discharges spectroscopic evidence for ΓW could be found. From these observations a penetration factor of the order of 1% and effective sputtering yields of about 10-3 could be derived, pointing to a strong contribution by light intrinsic impurities to the total \mbox{W-sputtering}. The tungsten concentrations ranged from below 10-6 up to a few times 10-5. Generally, in discharges with increased density peaking, a tendency for increased central tungsten concentrations or even accumulation was observed. Central heating (mostly) by ECRH led to a strong reduction of the central impurity content, accompanied by a very benign reduction of the energy confinement. The observations suggest that the W-source strength plays only an inferior role for the central W-content compared to the transport, since in the discharges with increased W-concentration neither an increase in the W-influx nor a change in the edge parameters was observed. In contrast, there is strong experimental evidence, that the central impurity concentration can be controlled externally by central heating.

日本語訳

ASDEX Upgradeの中央柱において、5.5 m²のグラファイトタイルがタングステン被覆タイルに交換され、これは中央柱の総面積の約3分の2に相当する。内部輸送障壁ダイバータ放電を除き、プラズマ性能への悪影響は見られなかった。タングステン入射フラックスΓWは、直接的なプラズマ壁接触中またはダイバータギャップが減少した放電中にのみ検出限界以下に留まった。分光学的証拠からΓWが検出された。これらの観測から、浸透係数は約1%のオーダーであり、有効スパッタリング収率は約10⁻³のオーダーであると導出され、タングステン全体のスパッタリングへの寄与は、主に軽不純物によるものであることが示唆された。タングステン濃度は10⁻⁶未満から数×10⁻⁵の範囲であった。一般に、密度分布がピーク化した放電では、中心部のタングステン濃度が増加または蓄積する傾向が見られた。ECRHによる中心加熱は、中心部の不純物含有量を大幅に低減し、エネルギー閉じ込めへの悪影響はごくわずかであった。これらの観測は、中心部のタングステン含有量が輸送によって支配されており、タングステン源の強度は輸送と比較して二次的な役割しか果たさないことを示唆している。なぜなら、タングステン濃度が増加した放電では、タングステン入射フラックスの増加も周辺パラメータの変化も観測されなかったためである。対照的に、中心部の不純物濃度が外部からの中心加熱によって制御可能であるという強力な実験的証拠が得られた。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)

wiki

DivertorTungstenImpurityASDEXASDEX Upgrade
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