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A measure of fast ion beta at marginal stability in the reversed field pinch

W. Capecchi, J.K. Anderson, P.J. Bonofiglo, J. Kim, R.M. Magee, K.J. McCollam, R. McConnell, E. Parke, J.S. Sarff2019年被引用 5Nuclear FusionIF 3出版社

Energetic ions are well confined in the core of the reversed field pinch and a substantial population develops rapidly during tangential neutral beam injection. A saturated fast ion density is observed within several milliseconds and coincides with the onset of energetic particle mode activity. First measurements of the fusion product profile determine the fast ion density and pressure profiles, the latter of which when combined with neutral particle analysis of the energy distribution. These are key measurements in explaining the limiting behavior of the fast ion profile in response to a combination of effects. Tearing mode activity affects the fast ion profile, and the fast ions noticeably influence the core-most tearing mode. The nonlinear situation settles into a marginally stable state where the EPM transports fast ions down a steep gradient to a region where their confinement is limited by stochastic orbit and charge exchange losses. In the state at marginal stability (achieved in one set of experimental conditions with full 1 MW neutral beam power), a critical fast ion beta gradient is measured that limits the core , or nearly four times the core thermal , but less than a strictly classical calculation predicts.

日本語訳

高エネルギーイオンは逆転磁場ピンチの中心部に良好に閉じ込められ、中性粒子ビーム入射中に急速に集団が形成される。飽和した高速イオン密度は数ミリ秒以内に観測され、高エネルギー粒子モード活動の開始と一致する。核融合生成物プロファイルの最初の測定により、高速イオン密度および圧力プロファイルが決定され、後者はエネルギー分析を伴う中性粒子解析と組み合わせられる。これらは、効果の組み合わせに応じた高速イオンプロファイルの限界挙動を説明する上で重要な測定である。テアリングモード活動は高速イオンプロファイルに影響を及ぼし、高速イオンは最も内側のテアリングモードに顕著な影響を与える。非線形状況は、EPMが高速イオンを急峻な勾配に沿って輸送し、その閉じ込めが確率的軌道および電荷交換損失によって制限される領域に到達する、限界安定状態に落ち着く。限界安定状態(1 MWの全中性粒子ビーム出力を伴う一連の実験条件で達成)では、臨界高速イオンベータ勾配が測定され、これはコア熱ベータ勾配の約4倍に相当するが、純粋に古典的な計算が予測する値よりは小さい。

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Fusion Advanced Studies TorusEnergetic ionReversed field pinch
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