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Experimental study of electron heat transport in ion heated H-modes in ASDEX Upgrade

A Manini, F Ryter, C Angioni, A G Peeters, J Stober, G Tardini, M Apostoliceanu, F Leuterer, C F Maggi, D Nishijima2004年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The electron heat transport in low density H-mode plasmas heated by neutral beam injection (NBI) is investigated in ASDEX Upgrade using electron cyclotron heating (ECH) combining both steady-state and transient response analysis by modulating the ECH power. Under these conditions, more than 60% of the NBI power (>3 MW) is delivered to the ions, while approximately 20% (∼1 MW) is delivered to the electrons. In the confinement region, the electron-to-ion temperature ratio, Te/Ti, varies between 0.5 and 0.7 in the NBI-only phase and between 0.8 and 1.0 when the ECH is also applied. Due to the low collisional coupling, the power in the electron channel is locally more than doubled by applying up to the available 2 MW of ECH, while the power in the ion channel is locally increased by less than 30%. A dependence on the density of the reaction of the plasma parameters to the ECH is observed. For plasmas with average density (defined as 'hot-ion' H-modes), when the ECH is applied, Te increases, the central Ti drops and the density flattens. These effects disappear with increasing density and are not observed for (defined as 'regular' H-modes). Power balance analysis of both the hot-ion and regular H-modes points to a strong resilient behaviour of the Te profiles. In the hot-ion cases, the ECH heating induces a strong increase in transport in the ion channel. Power balance and transient response analysis of the regular H-modes are consistent with an inverse scale length transport model with a threshold in , above which the electron heat transport is increased. Comparison with recent studies in pure EC heated L-modes points to a stronger resilience of Te in the NBI heated H-modes.

日本語訳

中性粒子ビーム入射(NBI)によって加熱された低密度Hモードプラズマにおける電子熱輸送を、ASDEX Upgradeにおいて電子サイクロトロン加熱(ECH)を用いて調査した。ここでは、ECHパワーを変調した定常応答解析と過渡応答解析の両方を組み合わせた。これらの条件下では、NBIパワー(>3 MW)の60%以上がイオンに供給され、一方で約20%(約1 MW)が電子に供給される。閉じ込め領域において、電子対イオン温度比Te/Tiは、NBIのみの位相では0.5から0.7の間で変化し、ECHも適用した場合には0.8から1.0の間で変化する。衝突結合が弱いため、利用可能な最大2 MWのECHを印加することにより、電子チャネルにおけるパワーは局所的に2倍以上に増加する一方、イオンチャネルにおけるパワーは局所的に30%未満しか増加しない。ECHに対するプラズマパラメータの応答には密度依存性が観測された。平均密度が(「ホットイオン」Hモードと定義される)の場合、ECHを印加するとTeが増加し、中心Tiが低下し、密度分布が平坦化する。これらの効果は密度が増加すると消失し、(「通常」Hモードと定義される)では観測されない。ホットイオンHモードと通常Hモードの両方のパワーバランス解析は、Teプロファイルの強い堅牢性を示している。ホットイオンの場合、ECH加熱はイオンチャネルにおける輸送の強い増加を誘起する。通常Hモードのパワーバランス解析および過渡応答解析は、閾値を持つ逆スケール長輸送モデルと一致し、その閾値を超えると電子熱輸送が増加する。純粋なEC加熱Lモードにおける最近の研究との比較は、NBI加熱HモードにおけるTeの堅牢性がより強いことを示している。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)

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ASDEXASDEX UpgradeHeat transportElectron heat transport
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