Impurity effects on fusion performance of China fusion engineering test reactor (CFETR) due to extrinsic seeding are investigated. An integrated 1.5D modeling workflow evolves plasma equilibrium and all transport channels to steady state. The one modeling framework for integrated tasks framework is used to couple the transport solver, MHD equilibrium solver, and source and sink calculations. A self-consistent impurity profile constructed using a steady-state background plasma, which satisfies quasi-neutrality and true steady state, is presented for the first time. Studies are performed based on an optimized fully non-inductive scenario with varying concentrations of Argon (Ar) seeding. It is found that fusion performance improves before dropping off with increasing , while the confinement remains at high level. Further analysis of transport for these plasmas shows that low-k ion temperature gradient modes dominate the turbulence. The decrease in linear growth rate and resultant fluxes of all channels with increasing can be traced to impurity profile change by transport. The improvement in confinement levels off at higher . Over the regime of study there is a competition between the suppressed transport and increasing radiation that leads to a peak in the fusion performance at (~2.78 for CFETR). Extrinsic impurity seeding to control divertor heat load will need to be optimized around this value for best fusion performance.
外部シーディングに起因する、中国核融合工学試験炉(CFETR)の核融合性能に対する不純物効果を調査した。統合された1.5Dモデリングワークフローは、プラズマ平衡と全ての輸送チャネルを定常状態へと時間発展させる。統合タスクのためのOne Modeling Framework for Integrated Tasks (OMFIT)フレームワークを用いて、輸送ソルバ、MHD平衡ソルバ、およびソース・シンク計算を結合する。準中性条件と真の定常状態を満たす定常状態の背景プラズマを用いて構築された自己無撞着な不純物プロフアイルが初めて提示される。研究は、最適化された完全非誘導シナナリオに基づき、アルゴン(Ar)シーディングの濃度を変えて実施された。核融合性能は、増加 に伴って最初に向上し、その後低下することが見出されたが、閉じ込めは高いレベルを維持する。これらのプラズマの輸送のさらなる解析によると、低kイオン温度勾配モードが乱流を支配することが示される。増加 に伴う、線形成長率と全チャネルの結果的フラックスの減少は、輸送による不純物プロファイル変化に遡ることができる。閉じ込めの改善は、より高い で頭打ちになる。研究の全領域に渡って、抑制された輸送と増加する放射との間には競争があり、核融合性能が (~2.78 for CFETR) でピークに達する。ダイバータ熱負荷を制御するための外部不純物シーディングは、最良の核融合性能のためにこの値の周りで最適化される必要がある。