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Comprehensive control of resistive wall modes in DIII-D advanced tokamak plasmas

M. Okabayashi, I.N. Bogatu, M.S. Chance, M.S. Chu, A.M. Garofalo, Y. In, G.L. Jackson, R.J. La Haye, M.J. Lanctot, J. Manickam2009年被引用 60Nuclear FusionIF 3出版社

The resistive wall mode (RWM) and neoclassical tearing mode (NTM) have been simultaneously suppressed in the DIII-D for durations of over 2 s at beta values 20% above the no-wall limit with modest electron cyclotron current drive and very low plasma rotation. The achieved plasma rotation was significantly lower than reported previously. However, in this regime where stable operation is obtained, it is not unconditionally guaranteed. Various MHD activities, such as edge localized modes (ELMs) and fishbones, begin to couple to the RWM branch near the no-wall limit; feedback has been useful in improving the discharge stability to such perturbations. Simultaneous operation of slow dynamic error field correction and fast feedback suppressed the pile-up of ELM-induced RWM at a series of ELM events. This result implies that successful feedback operation requires not only direct feedback against unstable RWM but also careful control of MHD-induced RWM aftermath, which is the dynamical response to a small-uncorrected error field near the no-wall beta limit. These findings are extremely useful in defining the challenge of control of the RWM and NTM in the unexplored physics territory of burning plasmas in ITER.

日本語訳

抵抗性壁モード(RWM)と新古典テアリングモード(NTM)は、DIII-Dにおいて、無壁限界値の20%上のベータ値で、適度な電子サイクロトロン電流駆動と非常に低いプラズマ回転のもとで、2秒以上の持続時間にわたり同時に抑制された。達成されたプラズマ回転は、以前に報告された値よりも有意に低かった。しかしながら、安定動作が得られるこの領域においても、それは無条件に保証されるものではない。エッジ局在モード(ELM)やフィッシュボーンなどの様々なMHD活動が、無壁限界値付近でRWMブランチと結合し始める。フィードバックは、このような摂動に対する放電安定性の向上に有効であった。ゆっくりとした動的誤差磁場補正と高速フィードバックの同時動作により、一連のELM事象においてELM誘起RWMの蓄積が抑制された。この結果は、成功するフィードバック動作には、不安定なRWMに対する直接フィードバックだけでなく、無壁ベータ限界値付近の小さな未補正誤差磁場に対する動的応答であるMHD誘起RWMの余波の慎重な制御も必要であることを示唆している。これらの知見は、ITERにおける燃焼プラズマの未踏の物理領域において、RWMとNTMの制御という課題を定義する上で極めて有用である。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)iter中精度(概要文一致)

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DIII-DResistive wall modeAdvanced tokamak
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