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Characterisation of electron cyclotron wall conditioning plasma in ASDEX Upgrade

T. Wauters, J. Buermans, J. Cavalier, E. Huett, R. Ragona, J. Svoboda, V. Bobkov, M. Griener, A.S. Jacobsen, A. Kallenbach2023年被引用 1Nuclear FusionIF 3出版社

Electron cyclotron wall condition (ECWC) discharges are characterised in ASDEX Upgrade with full tungsten plasma facing components and X2 polarised waves launched from the equatorial ports, relevant to ECWC conditions in ITER Pre-Fusion Power Operation phase 1. The characterisation of the deuterium plasmas is based on experimental inputs such as electron density measurements, in-vessel pressure measurements, poloidal field maps obtained from the measured coil currents, as well as advanced tomographic methods on camera images filtered at the hydrogen Balmer lines. TOMATOR-1D simulations and collective Thomson scattering radiometer spectra complement the findings. The cold, high density and partially ionized toroidal plasmas show significant levels of stray radiation. The measured radiation includes waves at half of the gyrotron frequency suggesting the occurrence of parametric decay instabilities at 2nd harmonic upper hybrid resonance that locates at the low field side of the resonance. A displacement of the plasma emission along the resonance layer is observed at higher discharge power in discharges with a vertical poloidal magnetic field only. By optimizing the poloidal field pattern, along with the location of the electron cyclotron heating (ECH) resonance, the strongest surface interaction regions for the charged particles can be controlled. Directing plasma flux to inner wall surfaces, and same for the inner divertor apron, is found less effective in ASDEX Upgrade due to magnetic mirror effects and outward convective flows. Modeling however predicts the presence of an intense and uniform flux of low energy atoms produced at the ECH absorption layer that may be effective for conditioning the high field side surfaces after use of the disruption mitigation system.

日本語訳

ECWC(電子サイクロトロン壁コンディショニング)放電は、ASDEX Upgradeにおいて、全面タングステンプラズマ対向部品と、赤道ポートから放射されるX2偏波波を用いて特性評価される。これはITERのPre-Fusion Power Operation phase 1におけるECWC条件に関連する。重水素プラズマの特性評価は、電子密度測定、炉内圧力測定、測定されたコイル電流から得られたポロイダル磁場分布図、ならびに水素バルマー線でフィルタリングされたカメラ画像に対する高度なトモグラフィー手法などの実験的入力に基づく。TOMATOR-1Dシミュレーションと集団トムソン散乱ラジオメータスペクトルがその知見を補完する。低温、高密度、部分的に電離したトロイダルプラズマは、かなりのレベルのストレイ放射を示す。測定された放射にはジャイロトロン周波数の半分の波が含まれており、共鳴の低磁場側に位置する第2高調波上部混成共鳴におけるパラメトリック減衰不安定性の発生を示唆している。垂直ポロイダル磁場のみを有する放電において、より高い放電出力で共鳴層に沿ったプラズマ発光の変位が観測される。ポロイダル磁場パターンと電子サイクロトロン加熱(ECH)共鳴の位置を最適化することにより、帯電粒子に対する最も強い表面相互作用領域を制御することができる。プラズマ束を内部壁表面、および内部ダイバータエプロンへと向けることは、ASDEX Upgradeでは磁気ミラー効果と外向き対流フローのために効果が低いことがわかった。しかしながら、モデリングは、ECH吸収層で生成された低エネルギー原子の強力かつ均一なフラックスの存在を予測しており、これは擾乱緩和システムの使用後に高磁場側表面のコンディショニングに有効である可能性がある。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)iter中精度(概要文一致)

wiki

ASDEXASDEX UpgradeWall conditioning
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