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A novel approach to studying transport in plasmas with magnetic islands

F. Auriemma, D. López-Bruna, R. Lorenzini, B. Momo, I. Predebon, Y. Suzuki, A. López-Fraguas, Y. Narushima, F. Sattin, D. Terranova2018年被引用 3Nuclear FusionIF 3出版社

In magnetically confined experiments the presence of rational surfaces modifies the magnetic configuration with one or more islands embedded in the main plasma. The islands strongly modify particle and heat fluxes, hence their role must be included in the study of the transport properties. Two examples of this phenomenology are here presented: a cold pulse propagation in LHD with an RMP (1,1) island highlights a diffusivity reduction inside the island. A second study has been carried out on the RFX-mod reversed field pinch device where the transport on the ITB associated to a spontaneous m  =  1 magnetic structure is discussed.To perform these studies a new approach in modeling transport in the presence of islands is presented: this new method, dubbed the multiple domains scheme (MDS), with some simplifying assumptions, is directly applicable to 1.5D transport codes. In the MDS different regions are identified inside the plasma all interfaced by the separatrix that acts as common boundary. In each domain a monotonic radial coordinate can be chosen and the metric elements can be computed accordingly. This scheme is independent of the equilibrium magnetic configuration hence it can be applied to either tokamaks, stellarators or reversed field pinches. The MDS has been implemented in a new numerical tool, dubbed the multiple axis solver.

日本語訳

磁気閉じ込め実験において、有理面の存在は、主プラズマ中に埋め込まれた1つ以上の磁気島を伴って磁気配位を変化させる。磁気島は粒子束と熱流束を強く変化させるため、輸送特性の研究にはその役割を含めなければならない。この現象の2つの例をここに示す。LHDにおけるRMP(1,1)磁気島を伴う冷パルス伝播は、島内部での拡散係数の低減を示す。2つ目の研究は、RFX改修装置において、自発的なm=1磁気構造に関連するITB上の輸送について行われた。これらの研究を実施するために、島の存在下での輸送モデリングへの新しいアプローチを提示する。この新しい手法は多重領域スキーム(MDS)と名付けられ、いくつかの簡略化仮定の下で、1.5次元輸送コードに直接適用可能である。MDSでは、プラズマ内部の異なる領域が特定され、すべてが共通の境界として機能するセパラトリクスによって接続される。各領域内では、単調な動径座標を選択でき、計量要素をそれに応じて計算できる。このスキームは平衡磁気配位に依存しないため、トカマク、ヘリカル装置、反転磁場ピンチのいずれにも適用可能である。MDSは、多重軸ソルバーと名付けられた新しい数値ツールに実装されている。

装置

lhd中精度(概要文一致)

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Magnetic islands
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