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Effect of plasma shape on confinement and MHD behaviour in TCV

H Weisen, S Alberti, S Berry, R Behn, P Blanchard, P Bosshard, F Bühlmann, R Chavan, S Coda, C Deschenaux1997年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The TCV tokamak (, a < 0.25 m) has produced a wide variety of plasma configurations, both diverted and limited, with elongations ranging from 0.9 to 2.58, triangularities from -0.7 to 1 as well as discharges with nearly rectangular cross sections. Plasma currents of 1 MA have been obtained in elongated discharges . Ohmic discharges with have smaller sawteeth and higher levels of MHD mode activity than plasmas with . The main change in MHD behaviour when elongation is increased beyond two is an increase in the relative importance of modes with m,n < 1 and a reduction of sawtooth amplitudes. Confinement is strongly dependent on plasma shape. In ohmic limiter L-modes energy confinement times improve typically by a factor of two as the plasma triangularity is reduced from 0.5 to 0 at constant . There is also an improvement of confinement as the elongation is increased. In most discharges the changes in confinement are explained by a combination of geometrical effects and power degradation. A global factor of merit (shape enhancement factor) has been introduced to quantify the effect of flux surface geometry. The introduction of into well known confinement scaling expressions such as Neo-Alcator and Rebut - Lallia - Watkins scaling leads to improved descriptions of the effect of shape for a given confinement mode. In some cases with limited ohmic L-modes undergo a slow transition to a confinement regime with an energy confinement improved by a factor of up to 1.5 and higher particle confinement. First experiments to study the effect of shape in ECRH at a frequency of 83 GHz (second harmonic) have been undertaken with 500 kW of additional power.

日本語訳

TCVトカマク(, < 0.25 m)は、 diverted および limited の両方の多様なプラズマ配位を生成しており、伸長度は0.9から2.58、三角形度は-0.7から1の範囲にわたり、さらにほぼ矩形断面を持つ放電も実現している。伸長度 の放電では、プラズマ電流1 MAが達成されている。 のオーミック放電は、 のプラズマと比較して、より小さなセキュリティティーとより高いレベルのMHDモード活動を示す。伸長度が2を超えて増加したときのMHD挙動の主な変化は、m,n < 1のモードの相対的重要度の増加と、セキュリティティー振幅の減少である。閉じ込めはプラズマ形状に強く依存する。オーミックリミターLモードでは、エネルギー閉じ込め時間は、一定の のもとでプラズマ三角形度が0.5から0に減少するにつれて、典型的に2倍改善する。また、伸長度の増加に伴う閉じ込めの改善も見られる。ほとんどの放電において、閉じ込めの変化は幾何学的効果と出力低下の組み合わせによって説明される。フラックス面形状の効果を定量化するために、大域的な性能指標 (形状増強因子)が導入された。 をNeo-AlcatorおよびRebut-Lallia-Watkinsスケーリングなどの既知の閉じ込めスケーリング式に導入することで、特定の閉じ込めモードに対する形状の影響の記述が改善される。 の一部の limited オーミックLモードでは、エネルギー閉じ込めが最大1.5倍改善され、粒子閉じ込めも向上した閉じ込め状態への緩やかな遷移が生じる。83 GHz(第二高調波)におけるECRHでの形状効果を研究する最初の実験が、500 kWの追加パワーで実施された。

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