Unusually high power loads on the beryllium limiter caused by neutral beam re-ionisation, and much cooler divertor target surfaces were observed during the recent JET tokamak tritium campaign. As both phenomena are driven by scrape-off layer (SOL) physics, the SOL features of 72 tritium H-mode discharges and their deuterium references have been studied. The majority (70) of tritium H-mode discharges had exponentially decaying SOL profiles. The tritium plasmas are observed to have increased separatrix density and collisionality compared to their deuterium references. This is associated with times broader SOL width for both density and temperature profiles. This is consistent with previous observations in highly collisional deuterium H-mode plasma on the ASDEX Upgrade tokamak (Sun et al 2015 PlasmaPhys.Control.Fusion57 125011) and interpreted as high collisionality enhancing cross-field transport across the separatrix and resulting in the broadening of near SOL above a critical value. The other two tritium H-mode discharges had near flat SOL density profiles, similar to the so-called 'density shoulder formation' observed in L-mode plasma. The SOL collisionality of these two pulses lies within the range of T pulses without density shoulder formation. This supports the conclusion of previous studies (Vianello et al 2017 Nucl. Fusion57 116014; Wynn et al 2018 Nucl. Fusion58 056001) that increased collisionality is not sufficient for the formation of a 'density shoulder' and additional factors, likely divertor condition or interaction with neutrals, are required. JET tritium plasma provides evidence of favourable and unfavourable effects of enhanced cross-field SOL transport on machine operation. The larger limiter power loads due to re-ionisation of neutral beam injection observed in the T pulses relative to their D references has been shown to be consistent with the combined effects of the broadening of the SOL profile and larger beam ion Larmor radius. The enhanced cross-field particle transport and the resulting broader SOL width provides more particles to ionize the fast Beam neutrals, causing the unfavourable power load issue on the beryllium limiter. The broader near SOL profiles of the T plasma spreads the heat load over a larger area and, together with the increased separatrix density, results in a favourably cooler divertor target surface.
最近のJETトカマクのトリチウムキャンペーン中に、中性粒子ビームの再電離によるベリリウムリミターへの異常に高い電力負荷と、はるかに低温のダイバータターゲット表面が観測された。両方の現象はスクレイプオフ層(SOL)物理によって駆動されるため、72回のトリチウムHモード放電とその重水素参照放電のSOL特性が研究された。トリチウムHモード放電の大部分(70回)は、指数関数的に減衰するSOLプロファイルを持っていた。トリチウムプラズマは、重水素参照プラズマと比較して、セパラトリックス密度と衝突頻度が増加していることが観測された。これは、密度と温度の両方のプロファイルについてSOL幅が 倍広いことと関連している。これは、ASDEX Upgradeトカマクにおける高衝突度の重水素Hモードプラズマでの以前の観測(Sun et al 2015 PlasmaPhys.Control.Fusion57 125011)と一致しており、高衝突度がセパラトリックスを横切る横断輸送を強化し、臨界値以上の近接SOLの広がりをもたらすと解釈される。他の2回のトリチウムHモード放電は、Lモードプラズマで観測されるいわゆる「密度ショルダー形成」に似た、ほぼ平坦なSOL密度プロファイルを持っていた。これらの2つのパルスのSOL衝突頻度は、密度ショルダー形成を伴わないTパルスの範囲内にある。これは、衝突頻度の増加だけでは「密度ショルダー」の形成には十分ではなく、追加の要因、おそらくダイバータ条件または中性粒子との相互作用が必要であるという以前の研究(Vianello et al 2017 Nucl. Fusion57 116014; Wynn et al 2018 Nucl. Fusion58 056001)の結論を支持する。JETトリチウムプラズマは、強化された横断SOL輸送が装置運転に及ぼす好ましい影響と好ましくない影響の証拠を提供する。Tパルスで観測された、D参照パルスに対する中性粒子ビーム入射の再電離によるより大きなリミター電力負荷は、SOLプロファイルの広がりとより大きなビームイオンのラーマー半径の複合効果と一致することが示されている。強化された横断粒子輸送とその結果生じるより広いSOL幅は、高速ビーム中性粒子を電離するためにより多くの粒子を提供し、ベリリウムリミターにおける好ましくない電力負荷問題を引き起こす。Tプラズマのより広い近接SOLプロファイルは、熱負荷をより広い面積に分散させ、セパラトリックス密度の増加と相まって、好ましいことにダイバータターゲット表面をより低温にする。