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Misalignment of magnetic field in DIII-D assessed by post-mortem analysis of divertor targets

R. Masline, I. Bykov, R.A. Moyer, A. Wingen, J. Guterl, D. Rudakov, W.R. Wampler, H.Q. Wang, J.G. Watkins, D.M. Orlov2023年被引用 1Nuclear FusionIF 3出版社

We assess the toroidal magnetic field Bt asymmetry in DIII-D due to a misalignment of the toroidal field coils with respect to the poloidal magnetic field coils and vacuum vessel. The peak-to-peak variation of the divertor strike point (SP) radius is measured to be 1 cm, with an n = 1 toroidal pattern. We use the centre of a narrow carbon deposition band on tungsten-coated divertor tiles just inside the outer strike point (OSP) as a proxy for the divertor SP location. The band occurred in a series of reverse Bt discharges with the OSP positioned on the divertor inserts due to strong E × B drift transport of C from the inner to the outer SP through the private flux region. The variation in band radius (and hence the magnetic SP) is a (4.89 ± 0.31) mm shift toward (310 ± 4)° toroidal direction. These measurements agree well with previous measurements of the 3D magnetic field distribution (Luxon 2003 Nucl. Fusion43 1813), simulations performed by the mafot field line integration code, and recent Langmuir probe measurements in the small-angle-slot (SAS) divertor (Watkins et al 2019 Nucl. Mater. Energy18 46). Comparison of these measurements in the SAS divertor also indicates that there is the possibility of a tilt (in conjunction with the shift) of the Bt coil field of (0.04 ± 0.07)° towards the toroidal angle of (215 ± 25)°. Previous measurements suggested a field misalignment of (4.6 ± 0.3) mm in the 270° toroidal direction, and a tilt of (0.06 ± 0.02)° toward the 114° toroidal direction, which is similar to the results reported here. These studies will be important for better understanding the radial variation of the toroidal strike line in DIII-D, for designing the new generation of SAS divertor, and for developing an understanding of the impact of error fields on tokamaks with tightly baffled slot divertors.

日本語訳

DIII-Dにおけるトロイダル磁場コイルとポロイダル磁場コイルおよび真空容器との位置ずれに起因する、トロイダル磁場Bt非対称性を評価する。ダイバータ打ち点(SP)半径のピーク間変動は、n = 1のトロイダルパターンで1 cmと測定された。我々は、外側打ち点(OSP)のすぐ内側にあるタングステン被覆ダイバータタイル上の狭い炭素堆積帯の中心を、ダイバータSP位置の代理として用いる。この堆積帯は、Bt反転放電の一連の実験において、Cがプライベートフラックス領域を通って内側SPから外側SPへ強くE × Bドリフト輸送されることにより、OSPがダイバータインサート上に置かれた際に生じた。堆積帯半径(したがって磁気SP)の変動は、(310 ± 4)°のトロイダル方向への(4.89 ± 0.31) mmのシフトである。これらの測定結果は、3D磁場分布の過去の測定(Luxon 2003 Nucl. Fusion43 1813)、mafot磁力線追跡コードによるシミュレーション、および小角度スロット(SAS)ダイバータにおける最近のラングミュアプローブ測定(Watkins et al 2019 Nucl. Mater. Energy18 46)とよく一致する。SASダイバータでのこれらの測定の比較は、Btコイル磁場が(シフトに加えて)(215 ± 25)°のトロイダル角度方向へ(0.04 ± 0.07)°傾いている可能性も示唆する。過去の測定では、270°トロイダル方向への(4.6 ± 0.3) mmの磁場位置ずれと、114°トロイダル方向への(0.06 ± 0.02)°の傾きが示唆されており、これはここで報告する結果と類似している。これらの研究は、DIII-Dにおけるトロイダル打ち線の半径方向変動の理解を深め、次世代SASダイバータを設計し、密閉型バッフルスロットダイバータを備えたトカマクに対する誤差磁場の影響の理解を発展させる上で重要である。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)

wiki

DivertorDIII-DDivertor target
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