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Progress towards increased understanding and control of internal transport barriers in DIII-D

E.J. Doyle, C.M. Greenfield, M.E. Austin, L.R. Baylor, K.H. Burrell, T.A. Casper, J.C. DeBoo, D.R. Ernst, C. Fenzi, P. Gohil2002年被引用 49Nuclear FusionIF 3出版社

Substantial progress has been made towards bothunderstanding and control of internal transport barriers (ITBs) onDIII-D, resulting in the discovery of a new sustained high performanceoperating mode termed the quiescent double barrier (QDB) regime. TheQDB regime combines core transport barriers with a quiescent ELM-freeH mode edge (termed QH mode), giving rise to separate (double) coreand edge transport barriers. The core and edge barriers are mutuallycompatible and do not merge, resulting in broad core profiles with anedge pedestal. The QH mode edge is characterized by ELM-free behaviourwith continuous multiharmonic MHD activity in the pedestal region andhas provided density and radiated power control for longer than 3.5 s (25τE)with divertor pumping. QDB plasmas are long pulse high performancecandidates, having maintained a βNH89 product of 7 for five energyconfinement times (Ti⩽16 keV, βN⩽2.9, H89⩽2.4, τE⩽150 ms, DDneutron rate Sn⩽4×1015 s-1). The QDB regime has only been obtainedin counter-NBI discharges (injection antiparallel to the plasma current)with divertor pumping. Other results include successful expansion ofthe ITB radius using (separately) both impurity injection andcounter-NBI, and the formation of ITBs in the electron thermal channelusing both ECH and strong negative central shear (NCS) at highpower. These results are interpreted within a theoretical framework inwhich turbulence suppression is the key to ITB formation and control,and a decrease in core turbulence is observed in all cases of ITBformation.

日本語訳

DIII-D装置において、内部輸送障壁(ITB)の理解と制御の両面で substantial な進展が達成され、新たな定常高性能運転モードである静穏二重障壁(QDB)レジームの発見につながった。QDBレジームは、コア輸送障壁と静穏なELMフリーHモード端部(QHモードと称される)を組み合わせることで、独立した(二重の)コアおよび端部輸送障壁を実現する。コア障壁と端部障壁は相互に両立可能であり、合体することなく、ペデスタルを有する広範なコアプロファイルをもたらす。QHモード端部は、ペデスタル領域における連続的な多高調波MHD活動を特徴とし、ダイバータ排気を伴う3.5秒以上(25τE)にわたり密度および放射パワー制御を実現した。QDBプラズマは、βN≦2.9、H89≦2.4、τE≦150ms、ダイバータ中性子放出率Sn≦4×10^15 s^-1という条件下で、5エネルギー閉じ込め時間にわたりβN H89積7を維持する定常高性能候補である。QDBレジームは、反平行電流中性粒子ビーム入射(NBI)とダイバータ排気を組み合わせた場合にのみ達成された。その他の成果には、不純物注入と反平行NBIをそれぞれ用いたITB半径の拡大、および高パワー下での電子サイクロトロン加熱(ECH)と強い負中心磁気シア(NCS)をそれぞれ用いた電子熱チャネルにおけるITB形成が含まれる。これらの結果は、乱流抑制がITB形成と制御の鍵となる理論的枠組みの中で解釈され、すべてのITB形成事例においてコア乱流の低減が観測された。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)

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DIII-DTransport barrierInternal transport barrier
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