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Initial studies of core and edge transport of NSTX plasmas

E J Synakowski, M G Bell, R E Bell, C E Bush, C Bourdelle, D Darrow, W Dorland, A Ejiri, E D Fredrickson, D A Gates2002年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Rapidly developing diagnostic, operational, and analysis capability is enabling the first detailed local physics studies to begin in high β plasmas of the National Spherical Torus Experiment (NSTX). These studies are motivated in part by the observation of energy confinement times in neutral-beam-heated discharges that are favourable with respect to predictions from the ITER-89P scaling expression. For plasmas heated with neutral beaminjection (NBI), analysis based on profile measurements suggests that electron heat conductionis the dominant thermal loss channel. Cases where early analysis indicates that ionthermal conduction may be exceptionally low is motivating studies of possible sources of ion heating not presently accounted for by classical collisional processes. Gyrokinetic microstability studies indicate that long wavelength turbulence with kθρi~0.1-1 may be stable or suppressed by E×B shear in these plasmas, while modes with kθρi~50 may be robust. High harmonic fast wave (HHFW) heating efficiently heats electrons on NSTX, and studies have begun using it to assess transport in the electron channel. Regarding edge transport, H-mode transitions occur with either NBI or HHFW heating. The power required for L- to H-mode transitions far exceeds that expected from empirical ELM-free H-mode scaling laws derived from moderate aspect ratio devices. Finally, initial fluctuation measurements made with two techniques are permitting the first characterizations of edge turbulence.

日本語訳

急速に発展している診断、運転、および解析の能力により、ナショナル・トロイダル・ベータ実験装置(NSTX)の高βプラズマにおいて、初の詳細な局所物理研究が可能になりつつある。これらの研究は、中性粒子ビーム加熱プラズマにおけるエネルギー閉じ込め時間が、ITER-89Pスケーリング則による予測と比較して有利であるという観測結果に一部動機づけられている。中性粒子ビーム入射(NBI)で加熱されたプラズマについて、プロファイル測定に基づく解析は、電子熱伝導が支配的な熱損失チャネルであることを示唆している。初期の解析がイオン熱伝導が異常に低い可能性を示す事例は、古典的な衝突過程では説明されないイオン加熱源の可能性を探求する動機となっている。ジャイロ運動論的微視的不安定性研究は、波数kθρi〜0.1-1の長波長乱流が、これらのプラズマにおけるE×Bシア流によって安定化または抑制され得ることを示す一方、kθρi〜50のモードはロバストに存在し得ることを示している。高調波高速波(HHFW)加熱はNSTXにおいて電子を効率的に加熱し、電子チャネルにおける輸送を評価するための研究が開始されている。周辺輸送に関しては、Hモード遷移はNBIおよびHHFW加熱のいずれでも発生する。LモードからHモードへの遷移に必要な電力は、中アスペクト比装置から導出された経験的なELMフリーHモードスケーリング則からの予測をはるかに上回る。最後に、2つの測定手法による初期の揺動計測により、周辺乱流の初の特性評価が可能になりつつある。

装置

nstx-u高精度(タイトル一致)iter中精度(概要文一致)

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NSTXEdge transport
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