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Disruptions, disruptivity and safer operating windows in the high-β spherical torus NSTX

S.P. Gerhardt, R.E. Bell, A. Diallo, D. Gates, B.P. LeBlanc, J.E. Menard, D. Mueller, S.A. Sabbagh, V. Soukhanovskii, K. Tritz2013年被引用 31Nuclear FusionIF 3出版社

This paper discusses disruption rates, disruption causes and disruptivity statistics in the high-βN National Spherical Torus Experiment (NSTX) (Ono et al 2000 Nucl. Fusion40 557). While the overall disruption rate is rather high, configurations with high βN, moderate q*, strong boundary shaping, sufficient rotation and broad pressure and current profiles are found to have the lowest disruptivity; active n = 1 control further reduces the disruptivity. The disruptivity increases rapidly for q* < 2.7, which is substantially above the ideal MHD current limit. Under quiescent conditions, qmin > 1.25 is generally acceptable for avoiding the onset of core rotating n = 1 kink/tearing modes; when EPM and ELM disturbances are present, the required qmin for avoiding those modes is raised to ∼1.5. The current ramp and early flat-top phase of the discharges are prone to n = 1 core rotating modes locking to the wall, leading to a disruption. Small changes to the discharge fuelling during this phase can often mitigate the rotation damping associated with these modes and eliminate the disruption. The largest stored-energy disruptions are those that occur at high current when a plasma current ramp-down is initiated incorrectly.

日本語訳

本論文は、高βNナショナル・スポリカル・トーラス実験装置(NSTX)(Ono et al 2000 Nucl. Fusion40 557)におけるディスラプション率、ディスラプションの原因、およびディスラプティビティ統計について論じる。全体的なディスラプション率はかなり高いものの、高βN、中程度のq*、強力な境界整形、十分な回転、およびブロードな圧力・電流分布を有する配位は、最も低いディスラプティビティを有することが見出される;アクティブなn = 1制御はディスラプティビティをさらに低減する。ディスラプティビティはq* < 2.7で急速に増加するが、これは理想MHD電流限界を大幅に上回る値である。静的条件下では、qmin > 1.25はコア回転n = 1キンク/ティアリングモードの発生回避に概ね許容可能である;EPMおよびELM擾乱が存在する場合、これらのモードを回避するために必要なqminは約1.5に引き上げられる。放電の電流ランプおよび初期フラットトップ位相は、n = 1コア回転モードが壁にロックし、ディスラプションにつながりやすい。この位相における放電フューエリングの小さな変更は、これらのモードに関連する回転減衰を緩和し、ディスラプションを排除できることが多い。最大の蓄積エネルギーディスラプションは、プラズマ電流ランプダウンが不正確に開始されたときに高電流で発生するものである。

装置

nstx-u高精度(タイトル一致)

wiki

Plasma disruptionNSTXSpherical torus
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