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Lower hybrid heating and current drive on the Alcator C-Mod tokamak

J.R. Wilson, R. Parker, M. Bitter, P.T. Bonoli, C. Fiore, R.W. Harvey, K. Hill, A.E. Hubbard, J.W. Hughes, A. Ince-Cushman2009年被引用 39Nuclear FusionIF 3出版社

On the Alcator C-Mod tokamak, lower hybrid current drive (LHCD) is being used to modify the current profile with the aim of obtaining advanced tokamak (AT) performance in plasmas with parameters similar to those that would be required on ITER. To date, power levels in excess of 1 MW at a frequency of 4.6 GHz have been coupled into a variety of plasmas. Experiments have established that LHCD on C-Mod behaves globally as predicted by theory. Bulk current drive efficiencies, n20IlhR/Plh ∼ 0.25, inferred from magnetics and MSE are in line with theory. Quantitative comparisons between local measurements, MSE, ECE and hard x-ray bremsstrahlung, and theory/simulation using the GENRAY, TORIC-LH CQL3D and TSC-LSC codes have been performed. These comparisons have demonstrated the off-axis localization of the current drive, its magnitude and location dependence on the launched n∥ spectrum, and the use of LHCD during the current ramp to save volt-seconds and delay the peaking of the current profile. Broadening of the x-ray emission profile during ICRF heating indicates that the current drive location can be controlled by the electron temperature, as expected. In addition, an alteration in the plasma toroidal rotation profile during LHCD has been observed with a significant rotation in the counter-current direction. Notably, the rotation is accompanied by peaking of the density and temperature profiles on a current diffusion time scale inside of the half radius where the LH absorption is taking place.

日本語訳

Alcator C-Modトカマクでは、下部ハイブリッド電流駆動(LHCD)を用いて電流分布を修正し、ITERに必要とされるものと類似したパラメータを持つプラズマにおいて先進トカマク(AT)性能を得ることを目指している。これまでに、4.6 GHzの周波数で1 MWを超える電力が多様なプラズマに結合されてきた。実験により、C-ModにおけるLHCDは全体的に理論の予測どおりに挙動することが確立された。磁気計測とMSEから推定されたバルク電流駆動効率 n20IlhR/Plh ∼ 0.25 は理論と一致している。局所計測、MSE、ECE、硬X線制動放射と、GENRAY、TORIC-LH CQL3D、TSC-LSCコードを用いた理論/シミュレーションとの間の定量的比較が実施された。これらの比較により、電流駆動のオフアクシス局在性、その大きさと位置の入射n∥スペクトルへの依存性、および電流ランプ中にLHCDを用いてボルト秒を節約し電流分布のピーキングを遅らせることが実証された。ICRF加熱中のX線放射分布の広がりは、予想どおり、電流駆動位置が電子温度によって制御され得ることを示している。さらに、LHCD中にプラズマのトロイダル回転分布の変化が観測され、電流と反対方向への有意な回転を伴っていた。注目すべきことに、この回転は、LH吸収が起こっている半半径の内側で、電流拡散時間スケールでの密度・温度分布のピーキングを伴う。

装置

alcator-c-mod高精度(タイトル一致)iter中精度(概要文一致)

wiki

Current driveLower hybridAlcatorC-Mod
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