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Self-consistent core-pedestal ITER scenario modeling

T. Rafiq, J. Weiland2021年被引用 3Nuclear FusionIF 3出版社

The purpose of these integrated ITER simulations is to identify dependencies that can impact the performance of ITER. The dependence of fusion power production, temperature and density pedestals, and core profiles on varying magnetic-q, edge density fueling strength, neoclassical transport, magnetic field strength, and alpha heating, are examined. It is noted that ion modes usually dominate the interior, while electron modes dominate the barrier. The electron mode without flow shear is substantially stronger. The q increase tends to cause more kinetic ballooning modes at the edge and the q decrease means that the peeling is getting worse, but the ballooning is getting better. The large edge q tends to provide hollow density while small edge q gives normal density profile. This is consistent with the observation that the density of particles is inversely proportional to the density of the plasma current. The rise in the source of the edge particle increases the density of the edge and the reaction rate close to the edge increases temperature fluxes, resulting in weak pedestal barriers. When neoclassical transport is turned off or the strength of B-field is increased, the pronounced edge barriers are identified. In addition, a distinct effect on the magnetohydrodynamic (MHD) modes is observed due to the increased B-field. The interesting aspect is that the barrier collapses about q = 2 as the stability of MHD has decreased to replace the barrier with a continuous slope but with roughly the same fusion power. This would actually be good for a reactor. The slope of the H-mode pedestal is found to be reduced due to the alpha heating. It is expected that the problem of edge-localized modes causing damage to the first wall will be eased. The effects of circular, elongated, and general geometry on plasma profiles are also compared and contrasted. The circular geometry has a hollow density profile and no edge or internal thermal transport barrier (ETB or ITB). However, both ETBs and ITBs can be found in the elongated geometry. In general geometry, there is a weaker ETB, comparable ITBs, but a higher edge particle transport barrier than in elongated geometry. Higher density near the edge, on the other hand, causes more wall erosion, so elongated geometry might be the best option.

日本語訳

これらの統合ITERシミュレーションの目的は、ITERの性能に影響を与え得る依存関係を特定することである。核融合出力生成、温度・密度ペデスタル、およびコアプロファイルの、変化する磁気q、周辺密度燃料供給強度、新古典輸送、磁場強度、およびアルファ加熱への依存性が調べられる。内部では通常イオンモードが優勢であり、一方バリアでは電子モードが優勢であることが指摘される。流れシアのない電子モードは、かなり強い。qの増加は周辺での運動論的バルーニングモードをより多く引き起こす傾向があり、qの減少はピーリングが悪化することを意味するが、バルーニングは改善する。大きな周辺qは中空密度を与える傾向があり、小さな周辺qは通常の密度プロファイルを与える。これは、粒子密度がプラズマ電流密度に反比例するという観測と整合的である。周辺粒子源の増加は周辺密度を増加させ、周辺近くでの反応率が温度フラックスを増加させ、その結果弱いペデスタルバリアをもたらす。新古典輸送がオフにされるか、B場の強さが増加されると、顕著な周辺バリアが確認される。さらに、増加したB場により、電磁流体力学(MHD)モードへの明確な影響が観測される。興味深い点は、MHDの安定性が低下するにつれて、バリアがおよそq = 2で崩壊し、バリアを連続的な傾斜に置き換えるが、核融合出力はほぼ同じであることである。これは実際には原子炉にとって良いことである。Hモードペデスタルの傾斜は、アルファ加熱によって減少することが見出される。第一壁に損傷を引き起こす周辺局在モードの問題は緩和されることが期待される。円形、細長い、および一般的な幾何形状がプラズマプロファイルに与える影響も比較・対比される。円形幾何形状は中空密度プロファイルを持ち、周辺または内部熱輸送バリア(ETBまたはITB)を持たない。しかしながら、細長い幾何形状ではETBとITBの両方を見出すことができる。一般的な幾何形状では、細長い幾何形状よりも弱いETB、同等のITB、しかしより高い周辺粒子輸送バリアがある。一方、周辺近くのより高い密度はより多くの壁浸食を引き起こすため、細長い幾何形状が最良の選択肢かもしれない。

装置

iter高精度(タイトル一致)

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ITERPedestal
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