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Simulations of beam ion transport during tearing modesin the DIII-D tokamak

E.M. Carolipio, W.W. Heidbrink, C.B. Forest, R.B. White2002年被引用 61Nuclear FusionIF 3出版社

Large coherent MHD modes are observed to reduce the neutralbeam current drive efficiency and 2.5 ,MeV neutron emission in DIII-Dby as much as ~65%. These modes result in large (width w≲20 cm for minor radius a≈60 cm),stationary, single helicity magnetic islands, which might causeanomalous deuterium beam ion losses through orbit stochasticity. Ananalytic estimate predicts that co-going, passing deuterons with E≳40 keV become stochastic at island widthscomparable to those in the experiment. A Hamiltonian guiding centrecode is used to follow energetic particle trajectories with thetearing mode modelled as a radially extended, single helicityperturbation. In the simulations, the lost neutral beam current driveand neutron emission are 35% and 40%, respectively, which isconsistent with the measured reductions of 40±14% and 40±10%. Several features ofthe lost particle distribution indicate that orbit stochasticity isthe loss mechanism in the simulations and strongly suggest that thesame mechanism is responsible for the losses observed in the experiment.

日本語訳

DIII-Dにおいて、大規模なコヒーレントMHDモードが中性粒子ビーム電流駆動効率と2.5 MeV中性子放出を最大約65%低減することが観測されている。これらのモードは、大規模(幅w≲20 cm、小半径a≈60 cm)、定常的、単一ヘリシティの磁気島をもたらし、これが軌道確率性を通じて異常な重水素ビームイオン損失を引き起こす可能性がある。解析的推定により、E≳40 keVの共方向進行通過重水素は、実験と同等の島幅において確率性を示すことが予測される。ハミルトニアン・ガイディングセンターコードを用いて、ティアリングモードを動径方向に拡張された単一ヘリシティ摂動としてモデル化し、高エネルギー粒子軌道を追跡する。シミュレーションでは、失われた中性子ビーム電流駆動と中性子放出はそれぞれ35%および40%であり、これは測定された低減量40±14%および40±10%と一致する。失われた粒子分布のいくつかの特徴は、シミュレーションにおける損失機構が軌道確率性であることを示しており、実験で観測された損失にも同じ機構が関与していることを強く示唆している。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)

wiki

DIII-DTearing modeIon transportBeam ion
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