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Topics in toroidal confinement

F Wagner1997年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

In this paper we shall highlight some topics of specific concern for both concepts for magnetic confinement: 2D (tokamaks) and 3D (helical) systems. Section 2 will address the primary goals of fusion: density, confinement and temperature. We shall summarize the density limit, the global confinement time scaling with engineering parameters and some physical elements of improved confinement regimes with edge (H-mode) and core transport barriers (reversed shear cases); progress in relation to temperature originates from the evidence for α-particle heating from TFTR and the successes in drift optimization in helical systems with some confirmation from W7-AS. In the section 3 on the secondary goals of fusion, β will be discussed in terms of equilibrium (including the necessary improvements in helical systems with examples from W7-AS) and in terms of stability (including fast particle-driven Alfvén waves with toroidally induced eigenmodes in cases with high shear and global eigenmodes in cases with low shear). Finally, we shall summarize the status of exhaust physics, with reference to the poloidal field divertor in tokamaks and the island divertor in helical systems. The intention of this report is to emphasize the complementarity of the two concepts of toroidal confinement.

日本語訳

本論文では、磁気閉じ込めに関する両概念、すなわち2次元(トカマク)および3次元(ヘリカル)システムの両方に特に関連するいくつかのトピックに焦点を当てる。第2節では、核融合の主要な目標、すなわち密度、閉じ込め、および温度について論じる。密度限界、工学的パラメータによる全球閉じ込め時間のスケーリング、ならびに周辺部(Hモード)およびコア輸送障壁(逆シア場)を伴う改善閉じ込めモードのいくつかの物理的要素を要約する。温度に関連する進展は、TFTRにおけるα粒子加熱の証拠と、W7-ASにおけるドリフト最適化の成功に由来する。第3節では、核融合の副次的な目標であるベータ値について、平衡の観点(W7-ASの例を含むヘリカルシステムにおける必要な改善を含む)および安定性の観点(高シア場におけるトロイダル誘起固有モードを伴う高速粒子駆動アルヴェン波、および低シア場における大域的固有モードを含む)から議論する。最後に、排気物理の現状を、トカマクにおけるポロイダル磁場ダイバータおよびヘリカルシステムにおけるアイランドダイバータに言及して要約する。本報告の意図は、トロイダル閉じ込めの二つの概念の相補性を強調することである。

装置

tftr中精度(概要文一致)
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