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Comparison of deuterium pellet injection from different locations on the DIII-D tokamak

L.R. Baylor, T.C. Jernigan, P.B. Parks, G. Antar, N.H. Brooks, S.K. Combs, D.T. Fehling, C.R. Foust, W.A. Houlberg, G.L. Schmidt2007年被引用 55Nuclear FusionIF 3出版社

Deuterium pellets have been injected into plasmas in the DIII-D tokamak from the inner wall, top, and outer midplane port locations to investigate fuelling efficiency, mass deposition and interaction with edge localized modes (ELMs). Pellets injected from the outer midplane port (low field side (LFS)) show a large discrepancy in the mass deposition profile and fuelling efficiency from conventional pellet ablation theory, while the penetration depth compares favourably with theory. The mass deposition from pellets injected from inner wall and top locations is deeper than expected from ablation theory. The profile measurements indicate that pellet mass is deposited inside the measured penetration radius, thus verifying that a drift of the pellet ablatant is occurring in the major radius direction during the toroidal symmetrization process. The scaling of the measured drift magnitude in DIII-D is found to depend strongly on the pellet size and plasma pedestal temperature. Extrapolation to a burning plasma configuration on ITER is favourable for inner wall pellet fuel deposition depth well beyond the separatrix. Pellets injected into H-mode plasmas from all locations trigger ELMs with much larger ELM events induced by the outside midplane injected pellets. This suggests that the LFS is more sensitive to ELM triggering and may be the preferred location to inject very small pellets to trigger frequent small ELMs and thus minimize ELM induced damage to the divertor material surfaces.

日本語訳

重水素ペレットをDIII-Dトカマクのプラズマへ、内壁、上部、および外側赤道面ポートの各位置から入射し、燃料堆積効率、質量堆積、および周辺局在モード(ELM)との相互作用を調査した。外側赤道面ポート(低磁場側(LFS))から入射したペレットは、従来のアブレーション理論と比較して、質量堆積分布と燃料堆積効率に大きな不一致を示す一方、侵入深さは理論と良好に一致する。内壁および上部から入射したペレットの質量堆積は、アブレーション理論の予測よりも深い位置に及ぶ。堆積分布の測定結果は、ペレット質量が測定された侵入半径の内側に堆積することを示しており、トロイダル方向の対称化過程において、ペレットアブレーション物質が主半径方向にドリフトすることを実証している。DIII-Dにおける測定されたドリフトの大きさのスケーリングは、ペレットサイズとプラズマ周辺部(ペデスタル)温度に強く依存することが明らかになった。燃焼プラズマ配位への外挿では、内壁入射ペレットの燃料堆積深さはセパラトリックスを十分に超えると予測される。Hモードプラズマにおいて、すべての入射位置からのペレットがELMを誘発するが、外側赤道面から入射したペレットはより大きなELM事象を誘発する。この結果は、LFSがELMトリガリングに対してより敏感であることを示唆しており、ダイバータ材料表面へのELM誘発損傷を最小化するために、頻繁な小規模ELMを誘発するペレット入射位置としてLFSが適している可能性がある。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)iter中精度(概要文一致)

wiki

DIII-DDeuteriumPellet injection
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