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Comparison of reduced model predictions for divertor detachment onset and reattachment timescales in ASDEX Upgrade and JET experiments

S.S. Henderson, M. Bernert, D. Brida, M. Cavedon, P. David, R. Dux, O. Février, P. Jacquet, A. Järvinen, A. Kallenbach2024年6月Nuclear FusionIF 3出版社

Building on prior analysis of ASDEX Upgrade (AUG) experiments (Henderson et al 2023 Nucl. Fusion63 086024), this study compares simple analytical formula predictions for divertor detachment onset and reattachment timescales in JET experiments. Detachment onset primarily scales with divertor neutral pressure, impurity concentration, power directed to the targets, machine size, and integral perpendicular power decay length. JET experiments, focusing on seeding mixtures of Ne and Ar, align with the detachment onset predictions. Radiation efficiencies among the impurities show good agreement with the model predictions, contrasting with AUG observations which suggested higher efficiency for Ar and lower efficiency for Ne. The time taken to re-ionise the neutral volume in front of the outer target in fully detached divertor conditions was measured following both abrupt increases in injected neutral beam power and, separately, cutting of the impurity gas flow. Re-ionisation of the neutrals occurs within approximately 1 s on JET, which aligns with the simple model prediction derived from AUG data. While the AUG results are not new, their comparison with the JET results enhances understanding, reinforcing confidence in using simple models to predict future reactor scenarios.

日本語訳

ASDEX Upgrade(AUG)実験の先行解析(Henderson et al 2023 Nucl. Fusion63 086024)に基づき、本研究はJET実験におけるダイバータ・ディタッチメント開始および再付着の時間スケールに対する単純な解析公式予測を比較する。ディタッチメント開始は主に、ダイバータ中性粒子圧力、不純物濃度、ターゲットへの印加パワー、装置サイズ、および積分垂直パワー減衰長にスケーリングする。NeとArのシーディング混合物に焦点を当てたJET実験は、ディタッチメント開始予測と一致する。不純物間の放射効率はモデル予測と良好な一致を示すが、これはArの効率が高くNeの効率が低いことを示唆したAUG観測とは対照的である。完全にディタッチしたダイバータ条件において、外側ターゲット前方の中性粒子体積を再電離するのに要する時間を、注入中性粒子ビーム出力の急激な増加後と、別途、不純物ガス流量の遮断後に測定した。JETにおける中性粒子の再電離は約1秒以内で起こり、これはAUGデータから導出された単純モデル予測と一致する。AUGの結果は新しいものではないが、JETの結果との比較は理解を深め、将来の炉シナリオを予測する際に単純モデルを用いることへの信頼性を強化する。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)jet高精度(タイトル一致)

wiki

JETDivertorASDEXASDEX UpgradeDivertor detachment

AIによる論文要約

ダイバータ分離の開始と再接続のタイムスケールに関する簡略化モデルの予測の比較
JAこの論文は、核融合プラズマの挙動を理解し、簡略化モデルを用いて未来の核融合炉を予測するための研究に興味のある研究者や学生に向けたものです。#プラズマ物理 #ダイバータ #核融合炉 #簡略化モデル

この研究では、ASDEX UpgradeとJETの実験におけるダイバータ分離の開始と再接続のタイムスケールを簡略化モデルで予測し、両者の結果を比較しています。ダイバータ中性粒子圧力、不純物濃度、ターゲットへの入力パワー、機器サイズなどがダイバータ分離の開始に影響することが分かりました。また、分離後の中性粒子の再イオン化も1秒以内に起こることが確認されました。

ENThis paper should be read by fusion researchers and engineers working on divertor design and control, as it provides insights into predicting and managing detachment in fusion devices.#FusionDivertorDetachment #ReactorDesignModels #PlasmaInteractions

This paper compares simple models for predicting when fusion reactor divertors will detach from the plasma and how long it takes for them to reattach. The models work well for both ASDEX Upgrade and JET experiments, helping build confidence in using them to design future fusion reactors.

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