An increase in total stored energy correlated with the addition of tritium fuel was observed in supershots during the TFTR DT campaign. This supershot regime had strikingly high, centrally peaked ion and electron temperatures, and the largest neutron emission rates observed in TFTR. This paper presents a study of the causes of this increase in stored energy in supershots. Twenty-six supershots have been recently reanalyzed with the TRANSP plasma analysis code. Early TRANSP simulations did not accurately match the measured magnitude and time evolutions of the neutron emission rates. This mismatch is attributed to neglecting apparent increases of trace amounts of heavy impurities during neutral beam injection. The new TRANSP runs were tuned to accommodate this and match the measured global neutron emission rates. These new runs also had improved fidelity in predicting the time histories and radial dependencies of measured DT neutron emission rates. That in turn adds confidence in the simulated thermal deuterium and tritium density profiles that are needed for calculating the average hydrogenic atomic mass profiles. Six subsets of these supershots had well matched toroidal field , plasma current , flux geometry, and total injected neutral beam power. The mix of D and T beam ions was varied for different discharges. The magnitude of the increase of the thermal ion energy with added tritium was relatively small, and the total increase is dominated by the increase in fast beam ions with T. Analyses at times before the occurrences of deleterious MHD instabilities yielded scaling of with the volume-average isotopic mass consistent with previous publications. The relative fraction of fast energy ions is expected to be small in practical tokamak reactors. Thus the increase in stored energy observed in TFTR supershots does not appear likely to be significantly helpful for producing useful fusion energy.
TFTR DTキャンペーン中のスーパーショットにおいて、トリチウム燃料の添加と相関した総蓄積エネルギーの増加が観測された。このスーパーショット領域は、際立って高く中心ピーク状のイオン温度と電子温度を持ち、TFTRで観測された最大の中性子放出率を示した。本論文は、スーパーショットにおけるこの蓄積エネルギー増加の原因に関する研究を提示する。26のスーパーショットが最近、TRANSPプラズマ解析コードを用いて再解析された。初期のTRANSPシミュレーションは、測定された中性子放出率の大きさと時間発展を正確に一致させなかった。この不一致は、中性粒子ビーム入射中における微量の重い不純物の見かけ上の増加を無視したことに起因する。新しいTRANSPランは、これを考慮し、測定された全中性子放出率に一致するように調整された。これらの新しいランは、測定されたDT中性子放出率の時間履歴と半径依存性を予測する際の忠実度も向上していた。そのことは、平均水素同位体原子質量分布の計算に必要な、シミュレーションされた熱的重水素およびトリチウム密度分布への信頼性を高める。これらのスーパーショットの6つのサブセットは、トロイダル磁場、プラズマ電流、磁束幾何形状、および全入射中性粒子ビーム出力がよく一致していた。DおよびTビームイオンの混合比は、放電ごとに変化した。トリチウム添加による熱イオンエネルギーの増加の大きさは比較的小さく、全体の増加は、Tを含む高速ビームイオンの増加によって支配される。有害なMHD不安定性の発生前の時刻における解析は、体積平均同位体質量に対するスケーリングが従来の出版物と一致することを示した。実用的なトカマク炉では、高速エネルギーイオンの相対割合は小さいと予想される。したがって、TFTRスーパーショットで観測された蓄積エネルギーの増加は、有用な核融合エネルギーの生成に有意に役立つ可能性は低いと思われる。