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Numerical investigation of disruption characteristics for the snowflake divertor configuration in HL-2M

L Xue, X R Duan, G Y Zheng, Y Q Liu, Y D Pan, S L Yan, V N Dokuka, V E Lukash, R R Khayrutdinov2016年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Cold and hot vertical displacement events (VDEs) are frequently related to the disruption of vertically-elongated tokamaks. The weak poloidal magnetic field around the null-points of a snowflake divertor configuration may influence the vertical displacement process. In this paper, the major disruption with a cold VDE and the vertical disruption in the HL-2M tokamak are investigated by the DINA code. In order to better illustrate the effect from the weak poloidal field, a double-null snowflake configuration is compared with the standard divertor (SD) configuration under the same plasma parameters. Computational results show that the weak poloidal magnetic field can be partly beneficial for mitigating the vertical instability of the plasma under small perturbations. For major disruption, the peak poloidal halo current fraction is almost the same between the snowflake and the SD configurations. However, this fraction becomes much larger for the snowflake in the event of a hot VDE. Furthermore, during the disruption for a snowflake configuration, the distribution of electromagnetic force on a vacuum vessel gets more non-uniform during the current quench.

日本語訳

冷たい垂直変位事象(VDE)は、垂直方向に細長いトカマクのディスラプションに頻繁に関連している。スノーフレーク・ダイバータ配位のヌル点周辺の弱いポロイダル磁場は、垂直変位過程に影響を与える可能性がある。本論文では、HL-2Mトカマクにおける冷たいVDEを伴う主ディスラプションと垂直ディスラプションをDINAコードによって調査する。弱いポロイダル磁場の影響をより明確に示すために、同一のプラズマパラメータ条件下でダブルヌル・スノーフレーク配位を標準ダイバータ(SD)配位と比較する。計算結果は、弱いポロイダル磁場が小規模な摂動下でのプラズマの垂直不安定性を緩和する上で部分的に有益であることを示している。大規模なディスラプションの場合、ピークポロイダルハロー電流割合はスノーフレーク配位とSD配位の間でほぼ同等である。しかしながら、高温VDEの事象では、この割合はスノーフレーク配位において大幅に大きくなる。さらに、スノーフレーク配位におけるディスラプション中、電流クエンチの際に真空容器に作用する電磁力の分布はより不均一になる。

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DivertorPlasma disruptionHL-2M
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