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The role of MHD in 3D aspects of massive gas injection

V.A. Izzo, P.B. Parks, N.W. Eidietis, D. Shiraki, E.M. Hollmann, N. Commaux, R.S. Granetz, D.A. Humphreys, C.J. Lasnier, R.A. Moyer2015年被引用 38Nuclear FusionIF 3出版社

Simulations of massive gas injection for disruption mitigation in DIII-D are carried out to compare the toroidal peaking of radiated power for the cases of one and two gas jets. The radiation toroidal peaking factor (TPF) results from a combination of the distribution of impurities and the distribution of heat flux associated with the mode. When ignoring the effects of strong uni-directional neutral beam injection and rotation present in the experiment, the injected impurities are found to spread helically along field lines preferentially toward the high-field-side, which is explained in terms of a nozzle equation. Therefore when considering the plasma rest frame, reversing the current direction also reverses the toroidal direction of impurity spreading. During the pre-thermal quench phase of the disruption, the toroidal peaking of radiated power is reduced in a straightforward manner by increasing from one to two gas jets. However, during the thermal quench phase, reduction in the TPF is achieved only for a particular arrangement of the two gas valves with respect to the field line pitch. In particular, the relationship between the two valve locations and the 1/1 mode phase is critical, where gas valve spacing that is coherent with 1/1 symmetry effectively reduces TPF.

日本語訳

DIII-Dにおけるディスラプション緩和のための大規模ガス注入のシミュレーションを実施し、1つおよび2つのガスジェットの場合について、放射パワーのトロイダルピーキングを比較する。放射トロイダルピーキング係数(TPF)は、不純物の分布とモードに関連する熱流束の分布の組み合わせから生じる。実験において存在する強い一方向性の中性粒子ビーム注入と回転の影響を無視した場合、注入された不純物は高磁場側に向かって磁力線に沿ってヘリカル状に広がることが見出され、これはノズル方程式の観点から説明される。したがって、プラズマ静止系を考慮すると、電流方向を反転させることは不純物のトロイダル方向の広がりも反転させる。ディスラプションの熱クエンチ前段階では、放射パワーのトロイダルピーキングは、ガスジェットを1つから2つに増やすことにより単純に低減される。しかし、熱クエンチ段階では、TPFの低減は、磁力線ピッチに対して2つのガスバルブが特定の配置にある場合にのみ達成される。特に、2つのバルブ位置と1/1モード位相との関係が重要であり、1/1対称性とコヒーレントなガスバルブ間隔がTPFを効果的に低減する。

装置

diii-d低精度(概要文一致)

wiki

MagnetohydrodynamicsMassive gas injection
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