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Cross–machine benchmarking for ITER of neoclassical tearing mode stabilization by electron cyclotron current drive

R.J. La Haye, R. Prater, R.J. Buttery, N. Hayashi, A. Isayama, M.E. Maraschek, L. Urso, H. Zohm2006年被引用 147Nuclear FusionIF 3出版社

Neoclassical tearing modes (NTMs) will be the principal limit on performance in ITER in the standard scenario, which has beta well below the ideal kink limit. Measurements of island size from ASDEX Upgrade, DIII-D and JET in beta rampdown experiments are used to determine the marginal size for m/n = 3/2 NTM removal. This is compared with data from ASDEX Upgrade, DIII-D and JT-60U with removal of the 3/2 NTM by electron cyclotron current drive (ECCD) at near constant beta. The empirical marginal island size is consistent in both sets of removal experiments and is found to be about twice the ion banana width. A common methodology is developed for fitting the saturated m/n = 3/2 island before (or without) ECCD in all four experimental devices, ASDEX Upgrade, DIII-D, JET and JT-60U. To this is added (and model tested to experiments) the effect of un-modulated co-ECCD on the island width due to replacing the missing bootstrap current and making the tearing stability parameter Δ' more negative. The common model is then used to evaluate the ITER ECCD system, with or without modulation, for both the m/n = 3/2 mode, which is benchmarked here, as well as the m/n = 2/1 NTM. The ITER ECCD top launch system with 20 MW of power is found to be effective in greatly reducing the size of the islands. An m/n = 2/1 mode locking model is used to show that the rotation in ITER should be sufficient for the island reduction by ECCD to avoid locking that causes loss of H-mode and disruption.

日本語訳

新古典ティアリングモード(NTM)は、理想キンク限界をはるかに下回るベータ値を持つ標準シナリオにおいて、ITERの性能に対する主要な制限要因となる。ベータ降下実験におけるASDEX Upgrade、DIII-DおよびJETからのアイランドサイズの測定値を用いて、m/n = 3/2 NTM除去のための限界サイズを決定する。これを、ほぼ一定のベータにおける電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)による3/2 NTM除去を行ったASDEX Upgrade、DIII-DおよびJT-60Uからのデータと比較する。経験的な限界アイランドサイズは両方の除去実験セットで一致しており、イオンバナナ幅の約2倍であることが見出された。4つの実験装置すべて(ASDEX Upgrade、DIII-D、JETおよびJT-60U)において、ECCD前(またはECCDなし)の飽和m/n = 3/2アイランドをフィッティングするための共通の方法論が開発される。これに、欠落したブートストラップ電流を置換し、ティアリング安定性パラメータΔ'をより負にすることによる、非変調co-ECCDのアイランド幅への効果が追加される(そしてモデルは実験に対して検証される)。次に、共通モデルを用いて、ここでベンチマークされるm/n = 3/2モードとm/n = 2/1 NTMの両方について、変調の有無にかかわらずITER ECCDシステムを評価する。20 MWの出力を持つITER ECCDトップランチシステムは、アイランドのサイズを大幅に低減するのに有効であることが見出された。m/n = 2/1モードロッキングモデルを用いて、ITERにおける回転が、Hモードの喪失およびディスラプションを引き起こすロッキングを回避するためのECCDによるアイランド低減に十分であるべきことを示す。

装置

iter高精度(タイトル一致)asdex-upgrade低精度(概要文一致)diii-d低精度(概要文一致)jet低精度(概要文一致)

wiki

ITERCurrent driveTearing modeNeoclassical tearing modeElectron cyclotron current drive
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