A single-reservoir particle balance for the main plasma species hydrogen has been established for W7-X. This has enabled the quantitative characterization of the particle sources in the standard island divertor configuration for the first time. Findings from attached scenarios with two different island sizes with a boronized wall and turbo molecular pumping are presented. Fueling efficiencies, particle flows and source locations were measured and used to infer the total particle confinement time τp. Perturbative gas injection experiments served to measure the effective particle confinement time . Combining both confinement times provides access to the global recycling coefficient . Hydrogen particle inventories have been addressed and the knowledge of particle sources and sinks reveals the core fueling distribution and provides insight into the capability of the magnetic islands to control exhaust features. Measurements of hydrogen fueling efficiencies were sensitive to the precise fueling location and measured between 12% and 31% with the recycling fueling at the strike line modeled at only 6%, due to much higher densities. 15% of the total 5.2 × 1022 a/s recycling flow ionizes far away from the recycling surfaces in the main chamber. It was shown that 60% of recycled particles ionize above the horizontal and 18% above the vertical divertor target, while the remainder of the recycling flow ionizes above the baffle (7%). Combining these source terms with their individual fueling efficiencies resolves the core fueling distribution. Due to the higher fueling efficiency in the main chamber, up to 51% of the total 5.1 × 1021 s−1 core fueling particles are entering the confined plasma from the main chamber. τp values in the range of 260 ms were extracted for these discharges. Together with τp, the global recycling coefficient was resolved for every measurement and a typical value close to unity was obtained. An increase of the island size, resulted in no change of τp, but doubled , indicating the feasibility of the control coils as an actuator to control exhaust features without affecting core confinement properties.
単一リザーバー粒子バランスがW7-Xの主プラズマ種である水素に対して確立された。これにより、標準的なアイランドダイバータ配位における粒子源の定量的特性評価が初めて可能となった。ボロン化壁とターボ分子ポンピングを備えた、2つの異なるアイランドサイズを有する付着シナリオからの知見が提示される。燃料供給効率、粒子フロー、および源位置が測定され、全粒子閉じ込め時間τpを推定するために使用された。摂動ガス注入実験は、実効粒子閉じ込め時間を測定するために役立った。両方の閉じ込め時間を組み合わせることで、全球リサイクリング係数へのアクセスが提供される。水素粒子インベントリが検討され、粒子源とシンクの知識は、コア燃料供給分布を明らかにし、磁気アイランドが排気特性を制御する能力への洞察を提供する。水素燃料供給効率の測定は、正確な燃料供給位置に敏感であり、リサイクリング燃料供給がストライク点でモデル化されたわずか6%に対して、12%から31%の間で測定された。全リサイクリングフロー5.2×10²² s⁻¹の15%は、主チャンバー内のリサイクリング表面から遠く離れて電離する。リサイクリング粒子の60%が水平ダイバータターゲットの上方で、18%が垂直ダイバータターゲットの上方で電離し、残りのリサイクリングフローはバッフルの上方で電離することが示された(7%)。これらの源項を個々の燃料供給効率と組み合わせることで、コア燃料供給分布が解明される。主チャンバーにおける燃料供給効率が高いため、全コア燃料供給粒子5.1×10²¹ s⁻¹の最大51%が主チャンバーから閉じ込めプラズマに入射している。これらの放電に対してτp値は260msの範囲で抽出された。τpとともに、全球リサイクリング係数は各測定に対して決定され、典型的な値は1に近い値が得られた。アイランドサイズの増大はτpに変化をもたらさなかったが、リサイクリング係数を2倍にし、コア閉じ込め特性に影響を与えることなく排気特性を制御するアクチュエータとしての制御コイルの実現可能性を示した。