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Multi-diagnostic characterization of neutrals in the confined region of DIII-D using interpretive DEGAS2 simulations

Q. Pratt, S. Haskey, G. Wilkie, L. Horvath, R. Gerru, G. Ronchi, M. Groth2026年10月Nuclear FusionIF 3出版社

Measurements from multiple diagnostics are combined to constrain the density of neutrals in the confined plasma and improve our understanding of edge particle sources. Passive emission spectrum measurements are obtained along tangential views at the plasma midplane and near the X-point. Spectral measurements provide a strong constraint on the neutral population through energy information in the wavelength distribution of emission. The two-dimensional distribution of neutrals is calculated using interpretive DEGAS2 neutral transport simulations with a plasma background based largely on 1D profiles and magnetic equilibrium reconstruction. DEGAS2 is used as a forward model to predict the emission measured along various lines of sight. We demonstrate two approaches for calibrating DEGAS2 simulations to match spectral emission measurements: (1) fitting the strength of neutral sources at the simulation boundary, and (2) optimizing the plasma background in the pedestal/SOL. Traditional filter-based measurements of and emission are used to validate the calibrated DEGAS2 case at multiple poloidal locations. Once calibrated, DEGAS2 is able to match the measurements generally within a factor of 2, garnering confidence in our diagnostic models and the physics included in DEGAS2. The experimentally constrained 2D neutral distribution is used to quantitatively study particle transport. We report the flux surface averaged neutral density and (main ion) particle source for a standard DIII-D H-mode plasma. In the pedestal, the particle source is found to be primarily driven by divertor neutral sources (recycling). However, the neutrals originating in the main chamber play a significant role further inside the plasma. We find the global (main ion) particle confinement time to be ms (). Finally, we present evidence for poloidal asymmetries in the plasma, including decreased main ion temperature above the X-point, and a high density region above the inner target.

日本語訳

複数の診断装置からの測定値を組み合わせて、閉じ込めプラズマ中の中性粒子密度を制約し、周辺部粒子源の理解を向上させる。受動的発光スペクトル測定は、プラズマ赤道面およびX点近傍の接線方向視線に沿って取得される。スペクトル測定は、発光の波長分布におけるエネルギー情報を通じて、中性粒子集団に強い制約を与える。中性粒子の2次元分布は、主に1次元プロファイルと磁気平衡再構成に基づくプラズマ背景を用いた解釈的DEGAS2中性粒子輸送シミュレーションを用いて計算される。DEGAS2は、様々な視線に沿って測定される発光を予測するための前方モデルとして使用される。我々は、スペクトル発光測定に一致するようにDEGAS2シミュレーションを較正するための2つのアプローチを実証する:(1) シミュレーション境界における中性粒子源の強度をフィッティングする方法、および (2) ペデスタル/SOLにおけるプラズマ背景を最適化する方法。従来のフィルターを用いた および 発光測定は、較正されたDEGAS2ケースを複数のポロイダル位置で検証するために使用される。較正後、DEGAS2は測定値におおむね2倍以内で一致することができ、我々の診断モデルおよびDEGAS2に含まれる物理への信頼性が高まる。実験的に制約された2次元中性粒子分布は、粒子輸送を定量的に研究するために使用される。我々は、標準的なDIII-D Hモードプラズマにおける、磁束面平均の中性粒子密度および(主イオン)粒子源を報告する。ペデスタルでは、粒子源は主にダイバータ中性粒子源(リサイクリング)によって駆動されることが見出される。しかし、主チャンバーに起源を持つ中性粒子は、プラズマ内部で重要な役割を果たす。我々は、全球(主イオン)粒子閉じ込め時間が ms () であることを見出す。最後に、X点上方の主イオン温度の低下や、内側ターゲット上方の高密度領域を含む、プラズマにおけるポロイダル非対称性の証拠を示す。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)

wiki

Plasma diagnosticsDIII-D

AIによる論文要約

DIII-Dの閉じ込め領域における中性粒子の多診断特性評価:解釈型DEGAS2シミュレーションを用いて
JA核融合プラズマの周辺輸送、中性粒子診断、シミュレーションに関心のある学生・研究者。DEGAS2の校正法と粒子源評価を学べるため。#核融合 #DIII-D #中性粒子輸送 #DEGAS2 #プラズマ診断
LLM向け: {"Title": "DIII-D閉じ込め領域における中性粒子の多診断特性評価とDEGAS2解釈", "Authors": "論文情報に未記載", "Resea…

DIII-Dの閉じ込め領域での中性粒子密度を、複数の分光・フィルター診断とDEGAS2中性粒子輸送シミュレーションを組み合わせて推定した研究。DEGAS2を前向きモデルとして、境界中性粒子源の強さやペデスタル/SOLプラズマ背景を調整して測定に合わせ、複数位置の発光測定で検証した。校正後は概ね2倍以内で一致し、診断モデルと物理の妥当性を支持する。得られた2次元中性粒子分布から粒子源と閉じ込め時間を評価し、ペデスタルではダイバータ再結合が主だが、主室由来中性粒子も内部で重要であること、X点上方のイオン温度低下や内側ターゲット上方の高密度域などのポロイダル非対称性を示した。

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