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Fast-ion enhanced modeling of neoclassical tearing modes at NSTX and DIII-D

J Yang, E D Fredrickson, J W Berkery, R J La Haye, M Podestà2026年8月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

A new framework for the solution of modified Rutherford equation including fast ions is successfully applied to interpret the tearing mode stability of two discharges NSTX #134020 and DIII-D #135861. The simulated island width growth rates are in better agreement with the measured island growth rate when the fast ions are included. While constants are multiplied to the polarization current contribution terms for NSTX #134020, no constants are necessary to match the simulated and measured island width growth rates for DIII-D #135861. The estimated island frequencies appear to provide an explanation of the different constants used in the two discharges. The gradient scale lengths suggest that the fast ion contribution can become significant in plasmas with flat thermal ion density profile and steep fast ion density profile.

日本語訳

修正ラザフォード方程式の解法に対する高速イオンを含む新しい枠組みが、NSTX #134020およびDIII-D #135861の2つの放電におけるティアリングモード安定性を解釈するために首尾よく適用された。シミュレーションされた島幅成長率は、高速イオンが含まれる場合に測定された島成長率とより良く一致する。NSTX #134020では分極電流寄与項に定数が乗じられる一方、DIII-D #135861ではシミュレーションと測定された島幅成長率を一致させるために定数は不要である。推定された島周波数は、2つの放電で使用された異なる定数の説明を提供するように思われる。勾配スケール長は、平坦な熱イオン密度分布と急峻な高速イオン密度分布を有するプラズマにおいて、高速イオン寄与が有意になり得ることを示唆している。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)nstx-u高精度(タイトル一致)

wiki

Fusion Advanced Studies TorusDIII-DEnergetic ionTearing modeNSTXNeoclassical tearing mode

AIによる論文要約

NSTXとDIII-Dにおける新古典テアリングモードの高速イオンを考慮したモデリング
JA核融合プラズマの安定性、特に新古典テアリングモードや高速イオン物理を学び始めた学生・大学院生、およびトカマク実験とモデリングを比較したい研究者。#核融合 #プラズマ物理 #新古典テアリングモード #高速イオン #NSTX #DIII-D
LLM向け: {"Title": "NSTXおよびDIII-Dにおける新古典テアリングモードの高速イオンを考慮したモデリング", "Authors": "記載なし(論文書誌情…

核融合プラズマにできる「磁気島」が成長する新古典テアリングモード(NTM)の安定性を調べるため、改良ラザフォード方程式に高速イオン(加熱で生まれた速い粒子)の効果を入れる新しい枠組みを作った。これをNSTX #134020とDIII-D #135861の2つの放電に適用したところ、高速イオンを含めると磁気島の成長率が実験測定値とよく一致した。NSTXでは分極電流の項に係数を掛ける必要があったが、DIII-Dでは不要だった。この違いは島の周波数で説明できる可能性がある。また、熱イオンの密度分布が平坦で高速イオンの密度分布が急なプラズマほど、高速イオンの寄与が大きくなる。

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