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Effects of density gradients and fluctuations at the plasma edge on ECEI measurements at ASDEX Upgrade

B Vanovac, E Wolfrum, S S Denk, F Mink, F M Laggner, G Birkenmeier, M Willensdorfer, E Viezzer, M Hoelzl, S J Freethy2018年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Electron cyclotron emission imaging (ECEI) provides measurements of electron temperature (Te) and its fluctuations (δTe). However, when measuring at the plasma edge, in the steep gradient region, radiation transport effects must be taken into account. It is shown that due to these effects, the scrape-off layer region is not accessible to the ECEI measurements in steady state conditions and that the signal is dominated by the shine-through emission. Transient effects, such as filaments, can change the radiation transport locally, but cannot be distinguished from the shine-through. Local density measurements are essential for the correct interpretation of the electron cyclotron emission, since the density fluctuations influence the temperature measurements at the plasma edge. As an example, a low frequency 8 kHz mode, which causes 10%–15% fluctuations in the signal level of the ECEI, is analysed. The same mode has been measured with the lithium beam emission spectroscopy density diagnostic, and is very well correlated in time with high frequency magnetic fluctuations. With radiation transport modelling of the electron cyclotron radiation in the ECEI geometry, it is shown that the density contributes significantly to the radiation temperature (Trad) and the experimental observations have shown the amplitude modulation in both density and temperature measurements. The poloidal velocity of the low frequency mode measured by the ECEI is 3 km s–1. The calculated velocity of the high frequency mode measured with the magnetic pick-up coils is about 25 km s–1. Velocities are compared with the E × B background flow velocity and possible explanations for the origin of the low frequency mode are discussed.

日本語訳

電子サイクロトロン放射イメージング(ECEI)は、電子温度(Te)およびその変動(δTe)の測定を提供する。しかし、プラズマ端部、すなわち急峻な勾配領域で測定する場合、放射輸送効果を考慮しなければならない。これらの効果により、定常状態においてスクレイプオフ層領域はECEI測定ではアクセス不可能であり、信号はシンスルー放射によって支配されることが示されている。フィラメントなどの過渡的効果は、局所的に放射輸送を変化させ得るが、シンスルー放射と区別することはできない。密度変動がプラズマ端部の温度測定に影響を与えるため、電子サイクロトロン放射の正確な解釈には局所密度測定が不可欠である。例として、ECEIの信号レベルに10%~15%の変動を引き起こす低周波数8 kHzモードが解析されている。同じモードはリチウムビーム発光分光法による密度診断でも測定されており、高周波数の磁気変動と時間的に非常に良く相関している。ECEIの幾何形状における電子サイクロトロン放射の放射輸送モデリングにより、密度が放射温度(Trad)に有意に寄与することが示され、実験的観測により密度測定と温度測定の両方において振幅変調が示されている。ECEIによって測定された低周波数モードのポロイダル速度は3 km s⁻¹である。磁気ピックアップコイルで測定された高周波数モードの計算速度は約25 km s⁻¹である。速度はE×B背景流速度と比較され、低周波数モードの起源に関する可能な説明が議論されている。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)

wiki

ASDEXASDEX Upgrade
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