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Enhanced confinement scenarios without large edge localized modes in tokamaks: control, performance, and extrapolability issues for ITER

R. Maingi2014年被引用 39Nuclear FusionIF 3出版社

Large edge localized modes (ELMs) typically accompany good H-mode confinement in fusion devices, but can present problems for plasma facing components because of high transient heat loads. Here the range of techniques for ELM control deployed in fusion devices is reviewed. Two strategies in the ITER baseline design are emphasized: rapid ELM triggering and peak heat flux control via pellet injection, and the use of magnetic perturbations to suppress or mitigate ELMs. While both of these techniques are moderately well developed, with reasonable physical bases for projecting to ITER, differing observations between multiple devices are also discussed to highlight the needed community R&D. In addition, recent progress in ELM-free regimes, namely quiescent H-mode, I-mode, and enhanced pedestal H-mode is reviewed, and open questions for extrapolability are discussed. Finally progress and outstanding issues in alternate ELM control techniques are reviewed: supersonic molecular beam injection, edge electron cyclotron heating, lower hybrid heating and/or current drive, controlled periodic jogs of the vertical centroid position, ELM pace-making via periodic magnetic perturbations, ELM elimination with lithium wall conditioning, and naturally occurring small ELM regimes.

日本語訳

大規模な周辺局在モード(ELM)は、通常、核融合装置における良好なHモード閉じ込めに伴うものであるが、高い過渡熱負荷のためにプラズマ対向機器に問題を引き起こす可能性がある。ここでは、核融合装置で展開されているELM制御技術の範囲を概説する。ITERベースライン設計における2つの戦略に重点を置く:ペレット入射による急速ELMトリガリングとピーク熱流束制御、およびELMの抑制または緩和のための磁気摂動の利用である。これらの技術は両方とも中程度に発達しており、ITERへの外挿のための合理的な物理的根拠を有するが、複数の装置間での観測の相違についても議論し、コミュニティの研究開発の必要性を強調する。さらに、ELMフリー領域、すなわち静穏Hモード、Iモード、および増強ペデスタルHモードにおける最近の進展を概説し、外挿可能性に関する未解決の問題を議論する。最後に、代替ELM制御技術における進展と未解決の問題を概説する:超音速分子ビーム入射、周辺電子サイクロトロン加熱、低域混成加熱および/または電流駆動、垂直重心位置の制御された周期的ジョグ、周期的磁気摂動によるELMペースメーキング、リチウム壁調整によるELM除去、および自然発生する小ELM領域である。

装置

iter高精度(タイトル一致)

wiki

ITEREdge localized mode
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