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Transport and divertor properties of the dynamic ergodic divertor

M Lehnen, S Abdullaev, W Biel, M F M de Bock, S Brezinsek, C Busch, I Classen, K H Finken, M von Hellermann, S Jachmich2005年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The concept of the dynamic ergodic divertor (DED) is based on plasma edge ergodization by a resonant perturbation. Such a divertor concept is closely related to helical or island divertors in stellerators. The base mode of the DED perturbation field can be m/n = 12/4, 6/2 or 3/1. The 3/1 base mode with its deep penetration of the perturbation field provides the excitation of tearing modes. This topic was presented elsewhere. In this contribution we concentrate on the divertor properties of the DED. We report on the characterization of the topology, transport properties in ergodic fields, impurity transport and density limit behaviour.The 12/4 base where the perturbation is restricted to the plasma edge is suitable for divertor operation. With increasing perturbation field island chains are built up at the resonance layers. Overlapping islands lead to ergodization. The plasma is guided in the laminar region via open field lines of short connection length to the divertor target. The magnetic topology is not only controlled by the coil current but especially by the edge safety factor. For appropriate edge safety factor we observe a strong temperature drop in the plasma edge, indicating an expansion of the laminar region, which is necessary to decouple the divertor plasma from the core plasma. The modifications of the magnetic topology can be directly seen, for example, from carbon emission lines. The magnetic structure is calculated by the ATLAS code and shows good agreement with the experimental findings.

日本語訳

動的エルゴディックダイバータ(DED)の概念は、共鳴摂動によるプラズマ端部のエルゴダイゼーションに基づいている。このようなダイバータの概念は、ヘリカルダイバータやアイランドダイバータと密接に関連している。DEDの摂動場の基本モードは、m/n = 12/6、6/3、または3/1であり得る。摂動場の深い浸透を伴う3/1基本モードは、テアリングモードの励起を提供する。このテーマは別の場所で発表されている。本稿では、DEDのダイバータ特性に焦点を当てる。我々は、トポロジーの特性評価、エルゴディック領域における輸送特性、不純物輸送、および密度限界挙動について報告する。摂動がプラズマ端部に限定される12/4基本モードは、ダイバータ運転に適している。摂動場の増大に伴い、共鳴層にアイランドチェーンが形成される。アイランドの重なりはエルゴダイゼーションをもたらす。プラズマは、短い接続長の開放磁力線を介してラミナー領域でダイバータターゲットへ導かれる。磁気トポロジーは、コイル電流だけでなく、特に端部安全係数によって制御される。適切な端部安全係数に対して、プラズマ端部で強い温度低下が観察され、これはラミナー領域の拡大を示しており、ダイバータプラズマをコアプラズマから切り離すために必要である。磁気トポロジーの変化は、例えば炭素発光線から直接観察できる。磁気構造はATLASコードによって計算され、実験結果と良好な一致を示す。

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DivertorErgodic divertor
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