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Assessing energy dependence of the transport of relativistic electrons in perturbed magnetic fields with orbit-following simulations

Konsta Särkimäki, Ola Embreus, Eric Nardon, Tünde Fülöp, JET contributors2020年被引用 11Nuclear FusionIF 3出版社

Experimental observations, as well as theoretical predictions, indicate that the transport of energetic electrons decreases with energy. This reduction in transport is attributed to finite orbit width (FOW) effects. Using orbit-following simulations in perturbed tokamak magnetic fields that have an ideal homogeneous stochastic layer at the edge, we quantify the energy dependence of energetic electrons transport and confirm previous theoretical estimates. However, using magnetic configurations characteristic of JET disruptions, we find no reduction in runaway electron transport at higher energies, which we attribute to the mode widths being comparable to the minor radius, making the FOW effects negligible. Instead, the presence of islands and non-uniform magnetic perturbations are found to be more important. The diffusive-advective transport coefficients calculated in this work, based on simulations for electron energies 10 keV–100 MeV, can be used in integrated disruption modelling to account for the transport due to the magnetic field perturbations.

日本語訳

実験的観測と理論的予測の両方が、高エネルギー電子の輸送がエネルギーとともに減少することを示している。この輸送の減少は、有限軌道幅(FOW)効果に起因する。摂動を受けたトカマク磁場配位において、エッジに理想的な確率層を持つ場合の軌道追跡シミュレーションを用いて、高エネルギー電子輸送のエネルギー依存性を定量化し、先行する理論的推定を確認した。しかしながら、JETディスラプションに特徴的な磁場配位を用いた場合、高エネルギーにおける逃走電子輸送の減少は見られず、これはモード幅が主半径と同程度であり、FOW効果が無視できるためであると解釈される。その代わりに、磁気島の存在と非一様な磁場摂動がより重要であることが見出された。本研究で計算された拡散・移流輸送係数は、電子エネルギー10 keV–100 MeVの範囲のシミュレーションに基づくものであり、磁場摂動による輸送を考慮するために、統合ディスラプションモデリングにおいて使用することができる。

装置

jet中精度(概要文一致)

wiki

Relativistic electron
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