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Gyrokinetic simulations of electrostatic microturbulence in ADITYA-U tokamak with argon impurity

Tajinder Singh, Kajal Shah, Deepti Sharma, Joydeep Ghosh, Kumarpalsinh A. Jadeja, Rakesh L. Tanna, M.B. Chowdhuri, Zhihong Lin, Abhijit Sen, Sarveshwar Sharma2024年8月Nuclear FusionIF 3出版社

The effect of impurity on the electrostatic microturbulence in ADITYA-U tokamak is assessed using global gyrokinetic simulations. The realistic geometry and experimental profiles of the ADITYA-U are used, before and after argon gas seeding, to perform the simulations. Before the impurity seeding, the simulations show the existence of the trapped electron mode (TEM) instability in three distinct regions on the radial-poloidal plane. The mode is identified by its linear eigenmode structure and its characteristic propagation in the electron diamagnetic direction. The simulations with Ar1+ impurity ions in the outer-core region show a significant reduction in the turbulence and transport due to a reduction in the linear instability drive, with respect to the case without impurity. A decrease in particle and heat transport in the outer-core region modifies the plasma density profile measured after the impurity seeding. It, thus, results in the stabilization of the TEM instability in the core region. Due to the reduced turbulence activity, the electron and ion temperatures in the central region increase by about 10%.

日本語訳

不純物がADITYA-Uトカマクにおける静電マイクロ乱流に及ぼす影響を、グローバルジャイロ運動論シミュレーションを用いて評価した。シミュレーションを実行するために、アルゴンガスシーディングの前後におけるADITYA-Uの現実的な幾何形状と実験プロファイルを用いた。不純物シーディング前では、シミュレーションは、動径-ポロイダル平面上の3つの異なる領域における捕捉電子モード(TEM)不安定性の存在を示す。このモードは、その線形固有モード構造と、電子反磁性方向への特徴的な伝播によって同定される。外側コア領域にAr1+不純物イオンを含むシミュレーションは、不純物がない場合と比較して、線形不安定性の駆動が低減されることにより、乱流と輸送が大幅に低減されることを示す。外側コア領域における粒子および熱輸送の減少は、不純物シーディング後に測定されたプラズマ密度分布を変化させる。その結果、コア領域におけるTEM不安定性の安定化がもたらされる。乱流活動の低減により、中心領域の電子温度とイオン温度は約10%上昇する。

wiki

ImpurityGyrokineticArgonADITYAADITYA-U

AIによる論文要約

Gyrokinetic simulations of electrostatic microturbulence in ADITYA-U tokamak with argon impurity
ENThis paper is of interest to fusion researchers studying the effects of impurities on plasma turbulence and transport in tokamaks. It provides insights that can help improve plasma confinement and performance in fusion devices.#FusionPlasmaImpurities #TokamakTurbulenceSimulations #PlasmaConfinement

This paper investigates the impact of argon impurities on electrostatic microturbulence in the ADITYA-U tokamak using gyrokinetic simulations. The simulations show that adding argon impurities reduces turbulence and transport in the outer-core region, leading to increased electron and ion temperatures in the central region.

ガイロキネティックシミュレーションによるADITYA-Uトカマクの電磁的マイクロタービュレンスの解析
JAこの論文は、トカマクプラズマの閉じ込め改善に関心のある核融合研究者や学生に有益です。不純物制御がプラズマ性能に及ぼす影響を理解することは、より高性能なトカマク炉の実現に向けて重要です。#トカマク #プラズマ閉じ込め #不純物制御 #ガイロキネティックシミュレーション

この論文では、ADITYA-Uトカマクにおける不純物(アルゴン)の影響がガイロキネティックシミュレーションを用いて評価されています。不純物の添加によりプラズマ密度と温度が変化し、電子サイクロトロン不安定性が抑制されることが示されています。これは、不純物添加によるプラズマ閉じ込めの改善に関する重要な知見を提供します。

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