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Radial electric field driven by vertical neutral beamlet injection under future fusion reactor conditions

Xingyuan Xu, Yingfeng Xu, Xiaodong Zhang, Xiaotao Xiao2024年12月Nuclear FusionIF 3出版社

The fast ions and electrons generated by neutral beam injection (NBI) can induce charge separation, resulting in radial electric fields. Employing beamlet injection of small cross-section may effectively generate radial electric field, and adjusting beamlet parameters allows active control over their distribution. A new NBI injection geometry system has been developed in the NEOE code to explore the potential for vertical beamlets injection in future fusion reactor scenarios. Both high-field side and low-field side beamlet vertical injections can establish radial electric fields. In scenarios dominated by collision effects, the direction of the radial electric field is influenced by the toroidal angle of the beamlet. Adjusting the poloidal angle can alter the location of the electric field shear. Injecting particles into the trapped region using broader banana orbits can establish electric fields within the plasma core. Alternatively, injecting particles into the passing region can yield higher electric fields. Under future reactor conditions, conservative estimates of the electric field shear may even surpass critical velocities, potentially contributing to instability suppression.

日本語訳

中性粒子ビーム入射(NBI)によって生成された高速イオンと電子は電荷分離を誘起し、その結果として径方向電場をもたらす可能性がある。小断面積のビームレット入射を用いることで径方向電場を効果的に生成できる可能性があり、ビームレットパラメータの調整によりその分布を能動的に制御できる。将来の核融合炉シナリオにおける垂直ビームレット入射の可能性を探るため、NEOEコードに新しいNBI入射幾何システムが開発された。高磁場側と低磁場側の両方のビームレット垂直入射は、径方向電場を確立できる。衝突効果が支配的なシナリオでは、径方向電場の方向はビームレットのトロイダル角に影響される。ポロイダル角を調整することで、電場シアの位置を変えることができる。より広いバナナ軌道を用いて捕捉領域に粒子を入射すると、プラズマ中心部内に電場を確立できる。あるいは、通過領域に粒子を入射すると、より高い電場が得られる。将来の炉条件では、電場シアの控えめな推定値でさえ臨界速度を超える可能性があり、不安定性抑制に寄与する可能性がある。

wiki

Radial electric field

AIによる論文要約

未来の核融合炉条件下における垂直中性粒子ビームの注入による径方向電場の駆動
JAこの論文は、核融合プラズマの振る舞いや制御に興味のある物理学者や工学者に役立つと考えられます。特に、プラズマの安定性や輸送に関する研究者にとって有益です。#核融合炉#径方向電場#中性粒子ビーム注入#プラズマ制御
LLM向け: {'Title': '未来の核融合炉条件下における垂直中性粒子ビームの注入による径方向電場の駆動', 'Author(s)': '不明', 'Research …

この論文は、中性粒子ビーム(NBI)の注入によって引き起こされる荷電分離から生じる径方向電場について研究しています。小断面積のビームレット注入は効果的に径方向電場を生成し、ビームレットのパラメータを調整することで電場分布を能動的に制御できます。高磁場側と低磁場側のビームレット垂直注入の両方が径方向電場を確立できます。この電場は、トロイダル角度や極角の調整によって制御できます。

Radial electric field driven by vertical neutral beamlet injection under future fusion reactor conditions
ENThis paper is relevant for fusion researchers and engineers working on plasma confinement and control in future fusion reactor designs.#FusionPlasma #NeutralBeamInjection #ElectricFieldControl #FutureReactorDesign
LLM向け: {'Title': 'Radial electric field driven by vertical neutral beamlet injection un…

This paper explores how injecting neutral beams vertically can generate radial electric fields in future fusion reactors. Adjusting the beamlet parameters can control the distribution and direction of these electric fields, which could potentially contribute to instability suppression.

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