The behavior of heavy/high-Z impurity tungsten (W) in the core of hybrid (high normalized beta βN plasmas) scenario on EAST with international thermonuclear experimental reactor-like divertor is analyzed. W accumulation is often observed and seriously degrades the plasma performance (Gao et al 2017 Nucl. Fusion57 056021). The dynamics of the W accumulation process of a hybrid discharge are examined considering the concurrent evolution of the background plasma parameters. It is found that the toroidal rotation and density peaking of the bulk plasma are usually large in the central region, which is particularly prone to the W accumulation. A time slice during the W accumulation phase is modeled, accounting for both neoclassical and turbulent transport components of W, through NEO with poloidal asymmetry effects induced by toroidal rotation, and TGLF, respectively. This modeling reproduces the experimental observations of W accumulation and identifies the neoclassical inward convection/pinch velocity of W due to the large density peaking of the bulk plasma and toroidal rotation in the central region as one of the main reasons for the W accumulation. In addition, the NEO + TGLF + STRAHL modeling can not only predict the core W density profile but also closely reconstruct the radiated information mainly produced by W in the experiment.
重高Z不純物タングステン(W)の、国際熱核融合実験炉(ITER)類似ダイバータを備えたEASTにおけるハイブリッド(高規格化ベータβNプラズマ)シナリオのコア領域での挙動を解析した。Wの蓄積がしばしば観測され、プラズマ性能を著しく低下させる(Gaoら 2017 Nucl. Fusion 57 056021)。ハイブリッド放電におけるW蓄積過程のダイナミクスを、背景プラズマパラメータの同時進化を考慮して調べた。バルクプラズマのトロイダル回転と密度ピーキングは通常、W蓄積が特に起こりやすい中心領域で大きいことが見出された。W蓄積段階中の時間スライスを、NEOによるトロイダル回転誘起ポロイダル非対称性効果を考慮した新古典輸送と乱流輸送の両成分、およびTGLFを用いてモデル化した。このモデリングは実験でのW蓄積の観測を再現し、バルクプラズマの大きな密度ピーキングと中心領域でのトロイダル回転によるWの新古典内向き対流(ピンチ)速度が、W蓄積の主な原因の一つであることを特定した。さらに、NEO + TGLF + STRAHLモデリングは、コアW密度分布を予測できるだけでなく、実験で主にWによって生成される放射情報も密接に再構築できることを示した。