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The role of current profile broadening in L-mode and H-mode plasmas

J.P. Christiansen, J.G. Cordey1990年被引用 5Nuclear FusionIF 3出版社

Auxiliary heating by neutral beam injection (NBI) or ion cyclotron resonance heating (ICRH) can broaden or steepen the plasma current density profile. A measure of changes to the current density profile Jϕ is established by a combination of current moments which yields the profile broadening parameter ζ. JET experiments are demonstrated to increase ζ (broaden Jϕ) when NBI is applied to discharges which exhibit either L-mode or H-mode confinement; pellet injection and ICRH or current decay are demonstrated to decrease ζ (peak Jϕ). The time evolution of the parameter ζ is shown to correlate with the changes to the Dα emission seen in H-mode discharges with and without edge localized modes. The broadening of Jϕ by NBI, especially for H-mode pulses, smarts in the edge region and it is identified with the non-inductive bootstrap current component as a consequence of steep density profiles. Associated with current profile broadening is an increase in the edge pressure and the total stored plasma energy W. An analysis of global confinement (variations of W with power P) is made by splitting W into three parts: the fast ion energy, Wf, the edge energy, W1, which is empirically shown to be proportional to the current profile broadening parameter ζ, and the bulk plasma thermal energy, Wp. It is shown that the scaling for Wp in the L- and H-mode confinement regimes is similar.

日本語訳

中性粒子ビーム入射(NBI)またはイオンサイクロトロン共鳴加熱(ICRH)による補助加熱は、プラズマ電流密度分布を広げたり、急峻にしたりすることができる。電流密度分布Jϕの変化の尺度は、電流モーメントの組み合わせによって確立され、分布ブロードニングパラメータζが得られる。JET実験では、LモードまたはHモード閉じ込めのいずれかを示す放電にNBIを適用すると、ζが増加(Jϕがブロード化)することが実証されている。ペレット入射およびICRH、または電流減衰は、ζを減少(Jϕをピーク化)させることが実証されている。パラメータζの時間発展は、エッジ局在モードの有無にかかわらずHモード放電で観測されるDα発光の変化と相関することが示されている。NBIによるJϕのブロード化は、特にHモードパルスにおいて、エッジ領域で顕著であり、急峻な密度分布の結果としての非誘導ブートストラップ電流成分と同定される。電流分布のブロード化に伴い、エッジ圧力および全蓄積エネルギーWの増加が見られる。全球閉じ込めの解析(WのパワーPに対する変化)は、Wを3つの部分、すなわち高速イオンエネルギーWf、エッジエネルギーW1(経験的に電流分布ブロードニングパラメータζに比例することが示されている)、およびバルクプラズマ熱エネルギーWpに分割することによって行われる。LモードおよびHモード閉じ込め領域におけるWpのスケーリング則は類似していることが示されている。

装置

jet中精度(概要文一致)

wiki

H-modeL-modeCurrent profile
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