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The influence of electrode biasing on the up–down asymmetry of HFS-MSN divertor configuration in J-TEXT

Qinghu Yang, Zhipeng Chen, Fuqiong Wang, Yihan Wang, Jinlong Guo, J-TEXT Team2026年5月Nuclear FusionIF 3出版社

The drift is considered a key factor affecting particle and heat fluxes in the divertor. Recently, active modulation of the up–down asymmetry in high-field-side mid-plane single null (HFS-MSN) divertor configuration on J-TEXT was successfully achieved by utilizing an electrode biasing (EB) to alter the edge radial electric field and drive the poloidal flow. The density and heat flux in the divertor region aligned with the drift direction both increased. The EB model was first established using the SOLPS-ITER, incorporating the influence of the EB on the boundary potential. Both experimental and simulation results indicate that the poloidal flow driven by the EB and its induced parallel return flow jointly determine the poloidal transport of plasma, altering the density distribution asymmetry between the upper and down divertors. The biasing primarily modulates the asymmetry and decay length of the divertor target heat flux by affecting the ion thermal convection term. Finally, the influence of the EB on impurity radiation distribution is preliminarily discussed. This study employs a combined experimental and simulation approach to investigate the physical mechanisms of EB modulation on divertor asymmetry. The results provide data support for a deeper understanding of the contribution of drift to boundary particle and heat flux distributions.

日本語訳

E×Bドリフトは、ダイバータにおける粒子および熱フラックスに影響を与える主要因子と考えられている。最近、J-TEXTにおける高磁場側中平面シングルヌル(HFS-MSN)ダイバータ配位での上下非対称性の能動変調が、電極バイアス(EB)を利用して周辺径電場を変化させ、E×Bポロイダル流を駆動することにより、成功裏に達成された。E×Bドリフト方向に沿ったダイバータ領域における密度と熱フラックスは、ともに増加した。EBモデルは、SOLPS-ITERを用いて初めて構築され、境界電位に対するEBの影響を組み込んだ。実験結果とシミュレーション結果の両方は、EBによって駆動されるE×Bポロイダル流と、それによって誘起される平行リターン流が、プラズマのポロイダル輸送を共同で決定し、上部と下部のダイバータ間の密度分布の非対称性を変化させることを示している。バイアスは主に、イオン熱対流項に影響を与えることにより、ダイバータ標的熱フラックスの非対称性と減衰長を変調する。最後に、不純物放射分布に対するEBの影響が予備的に考察される。本研究は、実験とシミュレーションを組み合わせたアプローチを用いて、ダイバータ非対称性に対するEB変調の物理的メカニズムを調査する。これらの結果は、E×Bドリフトの境界粒子および熱フラックス分布への寄与のより深い理解に向けたデータ支援を提供する。

装置

iter中精度(概要文一致)

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DivertorTEXTJ-TEXT

AIによる論文要約

電極バイアスがJ-TEXTのHFS-MSNダイバータ配位の上下非対称性に与える影響
JAプラズマ物理や核融合エネルギーに興味のある研究者、特にダイバータ設計やトカマク運転制御に携わる学生や技術者。ダイバータの非対称性制御の実例として参考になる。#fusion #plasma #tokamak #divertor #J-TEXT
LLM向け: {"Title": "The influence of electrode biasing on the up–down asymmetry of HFS-MS…

J-TEXTトカマクの高磁場側中平面シングルヌル(HFS-MSN)ダイバータ配位において、電極バイアス(EB)を用いてダイバータの上下非対称性を能動的に制御することに成功しました。実験とSOLPS-ITERシミュレーションの結果、EBが駆動するE×Bポロイダル流とそれに誘導される平行方向の戻り流がプラズマのポロイダル輸送を決定し、上下ダイバータ間の密度分布の非対称性を変化させることが明らかになりました。バイアスは主にイオンの熱対流項に影響を与えることで、ダイバータターゲットの熱流束の非対称性と減衰長を変調します。本研究は、ダイバータ非対称性に対するEB変調の物理メカニズムを統合的に解明し、E×Bドリフトが境界の粒子・熱流束分布に与える理解を深めるデータを提供します。

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