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Local magnetic shear control in a tokamak via fast wave minority ion current drive: theory and experiments in JET

V.P. Bhatnagar, D.F.H. Start, J. Jacquinot, F. Chaland, A. Cherubini, F. Porcelli1994年被引用 64Nuclear FusionIF 3出版社

When an ion cyclotron resonance heating (ICRH) antenna array is phased ( Delta phi not=0 or pi ), the excited asymmetric k// spectrum can drive non-inductive currents by interaction of fast waves both with electrons (transit time magnetic pumping (e-TTMP) and Landau damping (e-LD)) and with ions at minority (fundamental) or harmonic cyclotron resonances, depending upon the scenario. On the basis of earlier theories, a simplified description is presented that includes the minority ion and electron current drive effects simultaneously in a 3-D ray tracing calculation in the tokamak geometry. The experimental results of sawtooth stabilization destabilization in JET using the minority ion current drive scheme are presented. This scheme allows a modification of the local current density gradient (or the magnetic shear) at the q=1 surface resulting in a control of sawteeth. The predictions of the above model of current drive and its effects on sawtooth period calculated in conjunction with a model of stability of internal resistive kink modes, that encompasses the effects of both the fast particle pressure and the local (q=1) magnetic shear, are found to be qualitatively in good agreement with the experimental results. Further, the results are discussed of our model of fast wave current drive scenarios of magnetic shear reversal with a view to achieving long duration high confinement regimes in the forthcoming experimental campaign on JET. Finally, the results are presented of minority current drive for sawtooth control in next step devices such as the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)

日本語訳

イオンサイクロトロン共鳴加熱(ICRH)アンテナアレイが位相調整される場合(Δφ≠0またはπ)、励起された非対称k//スペクトルは、高速波と電子との相互作用(通過時間磁気ポンピング(e-TTMP)およびランダウ減衰(e-LD))、ならびにイオンとの少数派(基本周波数または高調波)サイクロトロン共鳴との相互作用を通じて、シナリオに応じて非誘導電流を駆動することができる。従来の理論に基づき、少数派イオンおよび電子の電流駆動効果を同時に考慮した簡略化された記述が、トカマク幾何学における3次元線追跡計算として提示される。JETにおける少数派イオン電流駆動方式を用いた鋸歯状振動の安定化・不安定化の実験結果が示される。この方式により、q=1面における局所電流密度勾配(または磁気シア)を変更し、鋸歯状振動を制御することが可能となる。上記の電流駆動モデルと、内部抵抗性キンクモードの安定性モデルを組み合わせて計算された鋸歯状振動周期への影響に関する予測は、高速粒子圧力と局所(q=1)磁気シアの両方の効果を含むものであり、実験結果と定性的に良好な一致を示すことが見出された。さらに、JETにおける今後の実験キャンペーンにおいて長時間高閉じ込め状態を達成することを目的とした、磁気シア反転のための高速波電流駆動シナリオに関する我々のモデルの結果が議論される。最後に、国際熱核融合実験炉(ITER)などの次世代装置における鋸歯状振動制御のための少数派電流駆動の結果が提示される。

装置

jet高精度(タイトル一致)iter中精度(概要文一致)

wiki

JETFusion Advanced Studies TorusCurrent driveMagnetic shear
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