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Experiments on plasma detachment in a V-shaped slot divertor in the DIII-D tokamak

R. Maurizio, D. Thomas, J.H. Yu, T. Abrams, A.W. Hyatt, J. Herfindal, A. Leonard, X. Ma, A.G. McLean, J. Ren2024年8月Nuclear FusionIF 3出版社

Experiments in DIII-D demonstrate that the upstream plasma density to detach an un-pumped slot divertor is similar for a V-shaped and a flat-end slot, despite significantly higher neutral pressure in the V-shaped slot and in contrast to SOLPS-ITER predictions. The detachment threshold can be reduced by using in-slot instead of main-chamber gas fuelling or by placing the strike point on the inner slanted slot baffle instead of the slot end, as described by simulations with full drift physics. When increasing the plasma line-averaged density (without extrinsic impurities), the transition to detachment in DIII-D slot divertor is sharp and requires a high value of plasma density with the ion drift into the slot, whereas it is smooth and requires a lower value of plasma density with the opposite drift direction, in accord with detachment experiments in the DIII-D open lower divertor. Unique experiments on DIII-D and comparison to advanced simulations expand the scientific understanding of slot-shaped divertors, considered highly desirable for next step fusion devices.

日本語訳

DIII-Dにおける実験は、排気なしスロットダイバータを剥離させるための上流プラズマ密度が、V字型スロットと平坦端スロットで類似していることを示している。これは、V字型スロット内の中性ガス圧が著しく高いにもかかわらずであり、SOLPS-ITERの予測とは対照的である。剥離閾値は、主室ガス燃料供給の代わりにスロット内ガス燃料供給を用いるか、ストライク点をスロット端ではなく内側の傾斜スロットバッフル上に置くことによって低減できる。これは完全なドリフト物理を含むシミュレーションによって記述される。プラズマの線平均密度を(外部不純物なしで)増加させると、DIII-Dスロットダイバータにおける剥離への遷移は、イオンドリフトがスロット内へ向く場合には急峻で、高いプラズマ密度値を必要とする。一方、逆のドリフト方向の場合には滑らかで、より低いプラズマ密度値を必要とする。これはDIII-Dの開放下部ダイバータにおける剥離実験と一致する。DIII-Dにおける独自の実験と高度なシミュレーションとの比較は、次世代核融合装置にとって非常に望ましいと考えられるスロット型ダイバータの科学的理解を拡張する。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)iter中精度(概要文一致)

wiki

DivertorDIII-DDivertor detachmentPlasma detachment

AIによる論文要約

Experiments on plasma detachment in a V-shaped slot divertor in the DIII-D tokamak
ENThis paper is of interest to fusion researchers studying divertor designs and plasma detachment, as it provides insights into the behavior of V-shaped slot divertors, which are considered promising for next-step fusion devices.#PlasmaDetachment #SlotDivertor #FusionResearch #DIII-DTokamak

This paper explores plasma detachment in a V-shaped slot divertor in the DIII-D tokamak. It shows that the upstream plasma density required for detachment is similar for V-shaped and flat-end slots, despite higher neutral pressure in the V-shaped slot. The detachment threshold can be reduced by using in-slot gas fueling or by placing the strike point on the inner slanted slot baffle. The transition to detachment is sharp with ion drift into the slot, but smooth with the opposite drift direction.

V型スロットダイバータの DIII-D トカマクにおける プラズマ分離実験
JAこの論文は、次世代核融合装置に有望な slot 型ダイバータの科学的理解を深めるものであり、核融合プラズマ研究者や学生に有益である。#核融合#プラズマ分離#ダイバータ#DIII-D#スロット型

DIII-D トカマクでの実験により、V 型スロットダイバータと平坦端スロットダイバータでは、スロット内の中性粒子圧が大きく異なるにもかかわらず、プラズマ分離に必要な上流プラズマ密度は同程度であることが示された。スロット内ガス注入や strike point 位置の変更により、分離閾値を低減できることが明らかになった。

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