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Dimensional isotope scaling of heat and particle transport between JET deuterium and tritium L-mode plasmas

T. Tala, A. Mariani, A.E. Järvinen, A. Salmi, F. Albert, I.S. Carvalho, A. Chomiczewska, E. Delabie, J. Ferreira, W. Gromelski2026年7月Nuclear FusionIF 3出版社

The dimensionally matched deuterium–tritium pulse pair under JET L-mode conditions showed 13%–16% improvement in the energy confinement time in favour of the tritium pulse. This favourable isotope scaling can be seen clearly in the effective diffusion coefficients throughout the radius. The isotope scaling originates dominantly from the electron heat transport channel and from the edge part of the plasma. The phase and amplitude profiles in response to the gas puff modulation robustly show that there is no room for a large isotope scaling in the particle transport channel in the core plasma at . This can also be seen in the derived particle transport coefficients between the deuterium and tritium pulses. EDGE2D-EIRENE simulations found that the radial ionisation profiles are very similar between the dimensionally matched deuterium and tritium identity pulses. A similar deviation from the gyro-Bohm scaling, i.e. strong isotope scaling favouring tritium in heat transport was found with gyrokinetic simulations in the edge at under the JET L-mode conditions. The strong edge isotope scaling favouring tritium is consistent with the experimental observation. This edge isotope effect in the GENE simulations is also much larger than found in the core plasma when comparing similarly deuterium and tritium simulation results. Both the experimental results and the GENE simulations suggest that the isotope mass scaling is a nonlinear function of the isotope mass itself, being significantly stronger between deuterium and tritium than between hydrogen and deuterium, at least in JET L-mode conditions.

日本語訳

JET Lモード条件下での次元整合された重水素–トリチウムパルス対は、トリチウムパルスに有利なエネルギー閉じ込め時間の13%–16%の改善を示した。この有利な同位体スケーリングは、半径全体にわたる実効拡散係数に明確に見ることができる。同位体スケーリングは、主に電子熱輸送チャネルとプラズマの周辺部に由来する。ガスパフ変調に対する位相および振幅プロファイルは、コアプラズマにおいて粒子輸送チャネルに大きな同位体スケーリングの余地がないことを頑健に示している。これは、重水素パルスとトリチウムパルスの間で導出された粒子輸送係数にも見ることができる。EDGE2D-EIRENEシミュレーションにより、次元整合された重水素およびトリチウム同一性パルス間で動径方向の電離プロファイルが非常に類似していることが見出された。ジャイロボームスケーリングからの同様の偏差、すなわち熱輸送においてトリチウムを支持する強い同位体スケーリングが、JET Lモード条件下の周辺部におけるジャイロ運動論シミュレーションで見出された。トリチウムを支持する強い周辺部同位体スケーリングは、実験観測と一致している。GENEシミュレーションにおけるこの周辺部同位体効果は、同様に重水素とトリチウムのシミュレーション結果を比較した場合、コアプラズマで見出されたものよりもはるかに大きい。実験結果とGENEシミュレーションの両方は、同位体質量スケーリングが同位体質量自体の非線形関数であり、少なくともJET Lモード条件下では、水素と重水素の間よりも重水素とトリチウムの間で有意に強いことを示唆している。

装置

jet高精度(タイトル一致)

wiki

JETTritiumDeuteriumL-modeParticle transport

AIによる論文要約

JET重水素・トリチウムLモードプラズマにおける熱・粒子輸送の次元同位体スケーリング
JA核融合プラズマの輸送物理や同位体効果に興味がある研究者や大学院生。特にJETの実験結果とシミュレーションの比較から、同位体スケーリングの非線形性を理解したい人。#核融合 #JET #同位体スケーリング #輸送 #トリチウム
LLM向け: {"Title": "JET重水素・トリチウムLモードプラズマの熱・粒子輸送における次元同位体スケーリング", "Authors": "不明", "Resear…

JET装置のLモードプラズマにおいて、重水素とトリチウムの次元整合パルス対を比較した実験から、トリチウムの方がエネルギー閉じ込め時間が13〜16%向上することが分かりました。この同位体スケーリングは主に電子熱輸送とプラズマ周辺部に起因します。粒子輸送には大きな同位体効果は見られませんでした。EDGE2D-EIRENEシミュレーションでは電離分布がほぼ同一でしたが、ジャイロ運動論シミュレーションでは周辺部で強いトリチウム優位の熱輸送同位体効果が確認され、実験と一致しました。これらの結果は、同位体質量スケーリングが質量に対して非線形であり、水素-重水素間よりも重水素-トリチウム間で顕著であることを示しています。

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