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Effect of magnetic shear on edge turbulence in SOL-like open field line configuration in QUEST

Santanu Banerjee, H Zushi, N Nishino, K Hanada, H Idei, K Nakamura, M Hasegawa, A Fujisawa, Y Nagashima, K Mishra2018年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Intensity fluctuations are investigated using the fast camera imaging technique in the slab annular plasma as a function of magnetic shear and connection length in the spherical tokamak QUEST. Note that here QUEST is operated as a simple magnetized torus with a tight aspect ratio. Slab annular plasmas feature open magnetic field lines and can mimic the tokamak edge-scrape off layer (SOL)-like plasma attributes reasonably well. Three magnetic shear regimes are realized using three poloidal magnetic field (PF) coil pairs. A whole range of connection lengths (∼∞ ≥ Lc ≥ 5.5 m) is scanned by varying the PF strength for a given toroidal field for each magnetic shear regime. For the first time a systematic study of the effect of magnetic shear and field line pitch together on edge-SOL-like plasma fluctuations is being reported. Slab plasmas with intermediate magnetic shear are observed to be more susceptible to generate distinct blobs when Lc is reduced by increasing the PF strength. A distinct coherent mode appears only at the lowest magnetic shear slab featuring a deep potential well. Such mode is not apparent at other magnetic shear cases even at the same Lc. Finally, with a combination of PF coil pairs, both the features of intermediate and low magnetic shear slabs are shown to be realizable simultaneously. Significantly stronger blobs are observed with such combination of PF mirror ratios in the presence of a coherent mode. This study may provide better insight into the effect of magnetic configuration in the tokamak edge and SOL turbulence and can help in searching for better tools to control cross-field convective intermittent transport in tokamaks.

日本語訳

強度変動は、球状トカマクQUESTにおけるスラブ状環状プラズマ中で、磁気シアと接続長の関数として高速カメラ撮像技術を用いて調査される。ここで、QUESTは緊密なアスペクト比を有する単純磁化トーラスとして運転されることに注意されたい。スラブ状環状プラズマは開放磁力線を特徴とし、トカマク周辺部-スクレイプオフ層(SOL)様のプラズマ特性を合理的に模擬することができる。3つの磁気シア領域は、3対のポロイダル磁場(PF)コイルを用いて実現される。接続長の全範囲(∼∞ ≥ Lc ≥ 5.5 m)は、各磁気シア領域について、与えられたトロイダル磁場に対してPF強度を変化させることにより走査される。磁気シアと磁力線ピッチ角が周辺部-SOL様プラズマ変動に及ぼす影響に関する系統的研究が初めて実施される。中間的な磁気シアを有するスラブ状プラズマは、PF強度を増加させてLcを減少させた場合に、明確なブロブを生成しやすいことが観測される。明確なコヒーレントモードは、深いポテンシャル井戸を特徴とする最低磁気シアのスラブにおいてのみ現れる。このようなモードは、同じLcであっても他の磁気シアの場合には明瞭には現れない。最後に、PFコイル対の組み合わせにより、中間的および低磁気シアのスラブの両方の特徴が同時に実現可能であることが示される。コヒーレントモードの存在下でのこのようなPFミラー比の組み合わせにより、有意に強いブロブが観測される。この研究は、トカマク周辺部およびSOL乱流における磁気配位の影響に関するより深い理解を提供し、トカマクにおける横断方向対流性間欠輸送を制御するためのより良い手法の探索に役立つ可能性がある。

装置

quest高精度(タイトル一致)

wiki

Scrape-off layerMagnetic shearEdge turbulenceQUEST
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