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Impurity transport measurements of biased H mode in hydrogen and deuterium plasmas on the Phaedrus-T tokamak

S.P. Regan, M.J. May, V. Soukhanovskii, M. Finkenthal, H.W. Moos, D.A. Diebold, M. Doczy, N. Hershkowitz, E.Y. Wang, X. Wang1997年被引用 4Nuclear FusionIF 3出版社

Soft X-ray spectroscopy was used to study the transport of the dominating impurity, carbon, in the central region of the Phaedrus-T tokamak in ohmic and high confinement mode (H mode) plasmas. These H modes were induced by an electrode positioned in the edge of the plasma and biased positive with respect to the limiter. The primary source of carbon in the Phaedrus-T tokamak plasma is the graphite limiter. A soft X-ray polychromator utilizing multilayer mirrors (MLM) as dispersive elements simultaneously monitored the Lyman alpha emission of H-I-like carbon at 33.7 AA, and the blended singlet and triplet transitions of He-I-like carbon at 40.3 and 40.7 AA, respectively, and spatially resolved their distributions in the plasma with a temporal resolution of 1 ms. The measured impurity emission profiles from the ohmic and H mode portions of hydrogen and deuterium plasmas were analysed with the Multiple Ionization State Transport (MIST) code in order to estimate the impurity transport in the plasma. Large increases in the impurity particle confinement time were observed as the plasma made the transition from ohmic to H mode, and the improvement in the impurity confinement was found to be greater in the deuterium plasmas. Comparisons were made between the emission profiles, which are used to probe the effects of the H mode deep inside the plasma, and the I-V characteristics of the biased electrode, which are used to monitor the edge of the plasma. The I-V characteristics of the biased electrode were found to have a direct impact on the carbon emission profiles

日本語訳

軟X線分光法を用いて、Phaedrus-Tトカマクの中心領域における主要不純物である炭素の輸送を、オーミックモードおよび高閉じ込めモード(Hモード)のプラズマにおいて研究した。これらのHモードは、リミッターに対して正にバイアスされた電極をプラズマ周辺部に配置することによって誘起された。Phaedrus-Tトカマクプラズマにおける炭素の主な供給源はグラファイトリミッターである。多層膜ミラー(MLM)を分散素子として用いた軟X線ポリクロメーターにより、H様炭素のライマンα線(33.7 Å)と、He様炭素のブレンドされた一重項および三重項遷移(それぞれ40.3 Åおよび40.7 Å)を同時に監視し、1 msの時間分解能でプラズマ内のそれらの空間分布を測定した。水素および重水素プラズマのオーミックモードとHモードの部分から得られた不純物発光プロファイルを、Multiple Ionization State Transport(MIST)コードを用いて解析し、プラズマ中の不純物輸送を評価した。オーミックモードからHモードへの遷移に伴い、不純物粒子閉じ込め時間の大幅な増加が観測され、その改善は重水素プラズマにおいてより顕著であることが判明した。プラズマ深部におけるHモードの効果を調べるためのプローブとして用いた発光プロファイルと、プラズマ周辺部を監視するためのバイアス電極の電流-電圧特性との比較を行った。バイアス電極の電流-電圧特性が炭素発光プロファイルに直接的な影響を及ぼすことが見出された。

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