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Extension of the ECRH operational space with O2 and X3 heating schemes to control tungsten accumulation in ASDEX Upgrade

H. Höhnle, J. Stober, A. Herrmann, W. Kasparek, F. Leuterer, F. Monaco, R. Neu, D. Schmid-Lorch, H. Schütz, J. Schweinzer2011年被引用 31Nuclear FusionIF 3出版社

ASDEX Upgrade has been operated with tungsten-coated plasma-facing components for several years. H-mode operation with good confinement has been demonstrated. Nevertheless, purely neutral beam injection-heated H-modes with reduced gas puff, moderate heating power or/and increased triangularity tend to accumulate tungsten, followed by a radiative collapse. Under these conditions, central electron heating with electron cyclotron resonance heating (ECRH), usually in X2 polarization, changes the impurity transport in the plasma centre, reducing the central tungsten concentration and, in many cases, stabilizing the plasma. In order to extend the applicability of central ECRH to a wider range of magnetic field and plasma current additional ECRH schemes with reduced single-pass absorption have been implemented: X3 heating allows us to reduce the magnetic field by 30%, such that the first H-modes with an ITER-like value of the safety factor of q95 = 3 could be run in the tungsten-coated device. O2 heating increases the cutoff density by a factor of 2 allowing higher currents and triangularities to be addressed. For both schemes, scenarios have been developed to cope with the associated reduced absorption. In the case of central X3 heating, the X2 resonance lies close to the pedestal top at the high-field side of the plasma, serving as a beam dump. For O2, holographic mirrors have been developed which guarantee a second pass through the plasma centre. The beam position on these reflectors is controlled by fast thermocouples. Stray-radiation protection has been implemented using sniffer probes.

日本語訳

ASDEX Upgradeは、数年にわたりタングステンコーティングされたプラズマ対向機器で運転されてきた。Hモード運転は良好な閉じ込めを実証している。それにもかかわらず、純粋な中性粒子ビーム入射加熱によるHモードで、ガス入射を低減し、適度な加熱電力、または/および三角形度を増加させた場合、タングステンの蓄積とそれに続く放射崩壊が生じる傾向がある。これらの条件下では、通常X2偏波の電子サイクロトロン共鳴加熱(ECRH)による中心電子加熱が、プラズマ中心部の不純物輸送を変化させ、中心タングステン濃度を低減し、多くの場合プラズマを安定化させる。中心ECRHの適用範囲をより広い磁場およびプラズマ電流範囲に拡張するため、単一通過吸収率を低減した追加のECRH方式が実装された。X3加熱により磁場を30%低減でき、タングステンコーティング装置においてITER類似の安全係数q95 = 3を持つ初のHモードを実現できた。O2加熱により遮断密度が2倍に増加し、より高い電流および三角形度に対応できる。両方式について、関連する吸収率低下に対処するシナリオが開発された。中心X3加熱の場合、X2共鳴はプラズマの高磁場側のペデスタル頂上付近に位置し、ビームダンプとして機能する。O2の場合、プラズマ中心部での2回目の通過を保証するホログラフィックミラーが開発された。これらの反射鏡上のビーム位置は高速熱電対によって制御される。迷走放射線に対する保護はスニファプローブを用いて実装されている。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)iter低精度(概要文一致)

wiki

TungstenASDEXASDEX UpgradeElectron cyclotron heating
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