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Dependence of divertor turbulence on plasma density and current in TCV

C. Wüthrich, C. Theiler, D.S. Oliveira, Y. Wang, R. Ducker, G. Durr-Legoupil-Nicoud, B.P. Duval, D. Galassi, T. Golfinopolus, K. Lee2025年1月Nuclear FusionIF 3出版社

To reliably predict the distribution of heat and particle fluxes at the target plates of tokamaks, a comprehensive understanding of turbulence throughout the entire Scrape-Off-Layer (SOL) is imperative. This study examines divertor turbulence systematically across a broad parameter range on the TCV tokamak, including variations in magnetic field direction, plasma current  kA, edge safety factor and Greenwald fraction . The TCV X-point Gas Puff Imaging (GPI) system is used to measure 2D filament properties in the inner and outer divertor region. The fluctuation levels in the divertor are found to strongly increase with density (to 80% over most of the SOL) while remaining insensitive to . The previously identified divertor-localized filaments (DLF), located on the bad curvature side of the outer divertor leg, are found to be a common feature on TCV, while no filaments are observed in the PFR. DLFs are present over most of the parameter space and in both field directions. However, they are absent, or appear only closer to the target, for sufficiently large or . Across both and scans, some clear trends with are found for divertor filament sizes and velocities, and with target fall-off lengths of density and heat flux profiles at the outer target. This study provides important experimental insights to turbulent transport in the divertor also for comparison with self-consistent, turbulence simulations and extrapolation to future reactor conditions.

日本語訳

トカマクのターゲットプレートにおける熱および粒子フラックスの分布を確実に予測するには、スクレイプオフ層(SOL)全体にわたる乱流の包括的な理解が不可欠である。本研究では、TCVトカマクにおいて、磁場方向、プラズマ電流 kA、エッジ安全係数 、グリーンヴァルト割合 の変化を含む広いパラメータ範囲にわたって、ダイバータ乱流を系統的に調べる。TCV X点ガスパフイメージング(GPI)システムを用いて、内側および外側ダイバータ領域における2次元フィラメント特性を測定する。ダイバータにおける変動レベルは、密度とともに強く増加し(SOLの大部分で80%まで)、 には影響されないことが見出された。以前に同定された、外側ダイバータレッグの悪曲率側に位置するダイバータ局在フィラメント(DLF)は、TCVにおける一般的な特徴であり、PFRではフィラメントは観測されない。DLFは、パラメータ空間の大部分および両方の磁場方向で存在する。しかし、十分に大きな または の場合には、それらは存在しないか、ターゲットにより近い場所にのみ現れる。 と の両スキャンにわたって、ダイバータフィラメントのサイズと速度、および外側ターゲットにおける密度と熱フラックス分布のターゲット減衰長に関して、 についていくつかの明確な傾向が見出された。本研究は、ダイバータにおける乱流輸送に関する重要な実験的知見を提供し、自己無撞着な乱流シミュレーションとの比較や将来の炉条件への外挿にも役立つものである。

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DivertorTCV

AIによる論文要約

ディバータ乱流のプラズマ密度および電流依存性
JAこの論文は、トカマクのディバータ領域における乱流輸送の理解を深めたい核融合研究者に有益です。特に、プラズマパラメータの変化がディバータ乱流にどのように影響するかを知りたい研究者にお勧めです。#トカマク #ディバータ #乱流 #プラズマパラメータ
LLM向け: {'Title': 'ディバータ乱流のプラズマ密度および電流依存性', 'Author(s)': '不明', 'Research Objective': 'TC…

この研究はTCVトカマクにおいて、磁場方向、プラズマ電流、安全係数、Greenwald分率の変化に伴うディバータ乱流の特性を系統的に調査しています。ディバータ領域の密度変動は大きく増加しますが、電流には依存しません。ディバータ局在化フィラメントは広範囲で観察されますが、高電流や高密度では消失または移動する傾向にあります。この知見は、ディバータ領域の乱流輸送を理解し、シミュレーションや将来の反応器設計に役立つと考えられます。

Dependence of divertor turbulence on plasma density and current in TCV
ENThis paper provides important insights into turbulent transport in the divertor region, which is crucial for predicting heat and particle fluxes in tokamaks. It should be of interest to fusion researchers, particularly those studying plasma edge and divertor physics.#TurbulenceInDivertor #PlasmaEdgePhysics #DivertorTransport
LLM向け: {'Title': 'Dependence of divertor turbulence on plasma density and current in TC…

This study examines how turbulence in the divertor region of the TCV tokamak changes with plasma density and current. The researchers found that turbulence levels increase significantly with density, while remaining insensitive to current. They also observed divertor-localized filaments that are common across most operating conditions but disappear at high density or current.

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