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Modeling non-stationary, non-axisymmetric heat patterns in DIII-D tokamak

D. Ciro, T.E. Evans, I.L. Caldas2017年被引用 10Nuclear FusionIF 3出版社

Non-axisymmetric stationary magnetic perturbations lead to the formation of homoclinic tangles near the divertor magnetic saddle in tokamak discharges. These tangles intersect the divertor plates in static helical structures that delimit the regions reached by open magnetic field lines reaching the plasma column and leading the charged particles to the strike surfaces by parallel transport. In this article we introduce a non-axisymmetric rotating magnetic perturbation to model the time evolution of the three-dimensional magnetic field of a single-null DIII-D tokamak discharge developing a rotating tearing mode. The non-axiymmetric field is modeled using the magnetic signals to adjust the phases and currents of a set of internal filamentary currents that approximate the magnetic field in the plasma edge region. The stable and unstable manifolds of the asymmetric magnetic saddle are obtained through an adaptive calculation providing the cuts at a given poloidal plane and the strike surfaces. For the modeled shot, the experimental heat pattern and its time development are well described by the rotating unstable manifold, indicating the emergence of homoclinic lobes in a rotating frame due to the plasma instabilities.

日本語訳

非軸対称定常磁気摂動は、トカマク放電におけるダイバータ磁気サドル近傍のホモクリニック・タングルの形成を導く。これらのタングルは、開放磁力線がプラズマ柱に到達し、平行輸送によって荷電粒子をストライク面へと導く領域を画定する静的な螺旋構造としてダイバータ板と交差する。本論文では、回転するティアリングモードを発展させる単一ヌルDIII-Dトカマク放電の三次元磁場の時間発展をモデル化するために、非軸対称回転磁気摂動を導入する。非軸対称磁場は、プラズマ境界領域の磁場を近似する一連の内部フィラメント電流の位相と電流値を調整する磁気信号を用いてモデル化される。非対称磁気サドルの安定多様体および不安定多様体は、所定のポロイダル面およびストライク面における断面を提供する適応計算によって得られる。モデル化された放電について、実験的な熱パターンとその時間発展は回転する不安定多様体によって良好に記述され、プラズマ不安定性に起因する回転座標系におけるホモクリニック・タングルの出現を示している。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)

wiki

DIII-D
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