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Analysis of ICRE (ω ⩽ ωci) plasma production in large scale tokamaks

A.I. Lysojvan, V.E. Moiseenko, O.M. Shvets, K.N. Stepanov1992年被引用 43Nuclear FusionIF 3出版社

The authors study the possibility of target plasma radiofrequency (RF) production in the ion cyclotron range of frequencies (ICRF) (ω ⩽ ωci) in large scale tokamaks before the startup of an Ohmic discharge. A number of experimental and theoretical studies on dense plasma production in the ICRF in toroidal magnetic devices are reviewed. The criteria for optimal development of the RF discharge stages are analysed, i.e., for RF breakdown of the neutral fill gas in the vicinity of the antenna (non-wave stage, ne << na, where ne and na are the densities of electrons and atoms), and the wave stages of initial ionization (ne < na) and neutral gas burnout (ne approximately na) in the whole volume of the plasma torus. A number of requirements for the design of the antenna system are formulated for all stages of dense plasma ICRF production. A scenario for plasma ICRF production with slot type antennas in the ITER tokamak is proposed. Numerical simulations with a 0-D transport code show that in ITER a target plasma with an electron density of approximately=3*1012 cm-3 can be produced by coupling 3-6 MW of RF power to the plasma at a frequency of approximately=3 MHz. Such a level of RF power is sufficient not only for full ionization of the neutral gas but also for heating the produced plasma to electron temperatures of approximately 80 eV

日本語訳

著者らは、大規模トカマクにおけるオーミック放電開始前のイオンサイクロトロン周波数帯域(ICRF)(ω ⩽ ωci)での標的プラズマの高周波(RF)生成の可能性を研究している。トロイダル磁場装置におけるICRFでの高密度プラズマ生成に関する多くの実験的・理論的研究がレビューされている。RF放電段階の最適な発展条件、すなわち、アンテナ近傍での中性ガスのRF絶縁破壊(非波動段階、ne << na、ここでneとnaはそれぞれ電子密度と原子密度)、初期電離段階(ne < na)、およびプラズマトーラス全体での中性ガス完全燃焼段階(ne ≈ na)における波動段階が分析されている。高密度プラズマのICRF生成の全段階において、アンテナシステムの設計に関する多くの要件が定式化されている。ITERトカマクにおけるスロット型アンテナを用いたプラズマのICRF生成シナリオが提案されている。0次元輸送コードを用いた数値シミュレーションにより、ITERにおいて、周波数約3 MHzのRF電力を3〜6 MW結合することで、電子密度約3×10¹² cm⁻³の標的プラズマを生成できることが示されている。このレベルのRF電力は、中性ガスの完全電離だけでなく、生成されたプラズマを電子温度約80 eVまで加熱するのにも十分である。

装置

iter中精度(概要文一致)
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