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Fast particle effects on the sawtooth stability of JET DT discharges*

M.F.F. Nave, N.N. Gorelenkov, K.G. McClements, S.J. Allfrey, B. Balet, D.N. Borba, P.J. Lomas, J. Manickam, T.T.C. Jones, P.R. Thomas2002年被引用 25Nuclear FusionIF 3出版社

JET experiments using deuterium and tritium have made it possible to study sawtooth stability in plasmas approaching thermonuclear conditions. Record fusion yields were obtained in discharges where the sawtooth was delayed. In a sequence of discharges designed to study alpha heating, a new phenomenon was observed: the sawtooth period increases with tritium concentration. The internal kink stability for both high performance and alpha heating experiment plasmas was studied. Calculations for the record fusion discharge at the time of maximum fusion power (Pfus = 16 MW) showed that alpha particles make a significant stabilizing contribution to the potential energy of the m = 1 internal kink instability. The scaling of sawtooth period with tritium concentration implies a dependence on mean ion mass: possible reasons for such a dependence are considered. Calculations of the kinetic fast particle contribution to the kink potential energy indicate that the rise in sawtooth period with tritium concentration is likely to have arisen from two effects: an increase in the slowing down time of the beam ions, which in these plasmas is proportional to the mean ion mass, and an increase in the proportion of beam ions at the full injection energy.

日本語訳

重水素とトリチウムを用いたJET実験により、熱核条件に近づくプラズマにおけるサトゥース不安定性の研究が可能となった。記録的な核融合収量は、サトゥースが遅延した放電において得られた。アルファ粒子加熱を研究するために設計された一連の放電において、新たな現象が観測された:サトゥース周期がトリチウム濃度とともに増加することである。高性能プラズマとアルファ粒子加熱実験プラズマの両方における内部キンク安定性が研究された。最大核融合出力時(Pfus = 16 MW)の記録的核融合放電に対する計算により、アルファ粒子がm = 1内部キンク不安定性のポテンシャルエネルギーに対して有意な安定化寄与を与えることが示された。サトゥース周期のトリチウム濃度に対するスケーリングは、平均イオン質量への依存性を示唆する:そのような依存性の考えられる理由が考察された。キンクポテンシャルエネルギーに対する運動論的高速粒子寄与の計算は、サトゥース周期のトリチウム濃度に伴う上昇が、おそらく二つの効果から生じたことを示している:ビームイオンの減速時間の増加(これらのプラズマでは平均イオン質量に比例する)と、全注入エネルギーでのビームイオンの割合の増加である。

装置

jet高精度(タイトル一致)

wiki

JETFusion Advanced Studies TorusDeuterium-tritiumSawtooth oscillation
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