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Long sustainment of quasi-steady-state high βp H mode dischargesin JT-60U

A. Isayama, Y. Kamada, T. Ozeki, S. Ide, T. Fujita, T. Oikawa, T. Suzuki, Y. Neyatani, N. Isei, K. Hamamatsu2001年被引用 54Nuclear FusionIF 3出版社

Quasi-steady-state high βp H mode dischargesperformed by suppressing neoclassical tearing modes (NTMs) aredescribed. Two operational scenarios have been developed for longsustainment of the high βp H mode discharge: NTM suppressionby profile optimization, and NTM stabilization by local electroncyclotron current drive (ECCD)/electron cyclotron heating (ECH) atthe magnetic island. Through optimization of pressure and safety factorprofiles, a high βp H mode plasma with H89PL = 2.8,HHy,2 = 1.4, βp ≈ 2.0 and βN ≈ 2.5 hasbeen sustained for 1.3 s at small values of collisionality νe*and ion Larmor radius ρi* without destabilizing theNTMs. Characteristics of the NTMs destabilized in the region withcentral safety factor above unity are investigated. The relation betweenthe beta value at the mode onset βNon and that at themode disappearance βNoff can be described asβNoff/βNon = 0.05-0.4, which shows theexistence of hysteresis. The value of βN/ρi* at theonset of an m/n = 3/2 NTM has a collisionality dependence, which isempirically given by βN/ρi* ∝ νe*0.36. However, the profile effects such as the relative shapes of pressure and safety factor profiles are equally important. The onset condition seems to be affected by the strength of the pressure gradient at the moderational surface. Stabilization of the NTM by local ECCD/ECH at themagnetic island has been attempted. A 3/2 NTM has been completelystabilized by EC wave injection of 1.6 MW.

日本語訳

準定常高βp Hモード放電を、新古典テアリングモード(NTM)を抑制することによって実現した結果について述べる。高βp Hモード放電の長時間維持のために、2つの運転シナリオを開発した:プロファイル最適化によるNTM抑制と、磁気島における局所電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)/電子サイクロトロン加熱(ECH)によるNTM安定化である。圧力および安全係数プロファイルの最適化により、H89PL = 2.8、HHy,2 = 1.4、βp ≈ 2.0、βN ≈ 2.5を有する高βp Hモードプラズマが、小さい衝突度ν*およびイオンラーマー半径ρi*において、NTMを不安定化させることなく1.3秒間維持された。中心安全係数が1を超える領域で不安定化されるNTMの特性を調査した。モード発生時のベータ値βNonとモード消滅時のベータ値βNoffの関係は、βNoff/βNon = 0.05-0.4として表すことができ、ヒステリシスの存在を示している。m/n = 3/2 NTM発生時のβN/ρi*の値は衝突度に依存し、経験的にβN/ρi* ∝ ν*0.36で与えられる。しかしながら、圧力および安全係数プロファイルの相対的形状などのプロファイル効果も同様に重要である。モード発生条件は、有理面における圧力勾配の強さに影響されるようである。磁気島における局所ECCD/ECHによるNTMの安定化を試みた。1.6 MWのEC波入射により、3/2 NTMは完全に安定化された。

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Steady stateJT-60U
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