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Analysis of pellet ablation and density build-up in the RFXreversed-field pinch

A Canton, B Pégourié, P Innocente, L Garzotti, S Martini2001年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

New data from the Reversed Field eXperiment (RFX) are presented and analysed,which provide a deeper understanding of pellet experiments in a reversed fieldpinch. In particular, evidence on the ablation cloud density, ablation rateand homogenization process are given by the measurements of twomid-infra-red interferometers located at different toroidal locations, one ofwhich is at the same poloidal plane as the pellet injector. For each pellet,the measurement of the latter interferometer displays a huge peak, which isdue to the crossing of the interferometer chord by the ablation cloud. Itsanalysis yields information on the cloud dimension and radial densitydistribution. The typical cloud density is much lower than that measured intokamaks. Due to such a low density, the stopping power of the ionized part ofthe ablation cloud is weak. As a result the ablation rate is higher than intokamaks. Another characteristic of the density increase measured by both of theinterferometers is the absence of dense plasma structures propagating for longdistances along field lines. This proves that the distance necessary for theablated material to become incorporated into the plasma is less than about 4 min the core of the discharge, due to a rapid mixing of the ablated material.Despite the different features displayed by pellet injection experiments inreversed-field pinches and tokamaks, the ablation and homogenization of thedeposited material can be described within the same general frame for bothmagnetic configurations. The differences arise mainly because of the differentmagnetic field topologies and values of the transport coefficients in the twomachines.

日本語訳

Reversed Field eXperiment(RFX)から得られた新しいデータを提示し、解析する。これにより、逆転磁場ピンチにおけるペレット実験のより深い理解が得られる。特に、アブレーション雲密度、アブレーション率、および均質化過程に関する証拠は、異なるトロイダル位置に設置された2つのミッド赤外線干渉計による測定から得られる。そのうちの1つは、ペレット入射器と同じポロイダル面に位置する。各ペレットについて、後者の干渉計の測定値は、干渉計の測定 chord をアブレーション雲が横切ることによる大きなピークを示す。その解析から、雲の寸法と半径方向密度分布に関する情報が得られる。典型的な雲密度は、トカマクで測定された値よりもはるかに低い。このような低密度のため、アブレーション雲の電離部分の阻止能は弱い。その結果、アブレーション率はトカマクよりも高い。両方の干渉計によって測定された密度増加のもう1つの特徴は、磁力線に沿って長距離伝播する高密度プラズマ構造が存在しないことである。これは、アブレーションされた物質がプラズマ中に取り込まれるために必要な距離が、放電中心部で約4ミリ秒未満であることを示しており、アブレーション物質の急速な混合を示唆している。逆転磁場ピンチとトカマクにおけるペレット入射実験で観測される特徴の違いにもかかわらず、堆積物質のアブレーションと均質化は、両方の磁気配位に対して同じ一般的な枠組みで記述することができる。その違いは、主に2つの装置における磁場トポロジーと輸送係数の値の違いに起因する。

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Reversed field pinchAblationPellet ablation
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