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The effect of non-inductive current drive on tokamak transport

P Helander, R J Akers, M Valovič, the MAST team, Y Peysson2005年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Non-inductive current drive causes cross-field neoclassical transport in a tokamak, in much the same way that the toroidal electric field used to drive the plasma current produces the so-called Ware pinch. This transport can be either inwards or outwards, depending on the current drive mechanism, and can be either larger or smaller than the analogous Ware pinch. A Green's function formalism is used to calculate the transport produced by wave-driven currents, which is found to be inwards for electron–cyclotron and lower-hybrid current drive. Its magnitude is proportional to the collisionality of the current-carrying electrons and therefore smaller than the Ware pinch when the resonant electrons are suprathermal. In contrast, neutral-beam current drive produces outward particle transport when the beams are injected in the same toroidal direction as the plasma current, and inward particle transport otherwise. This transport is somewhat larger than the corresponding Ware pinch. Together, they may explain an observation made on several tokamaks over the years, most recently on MAST, that density profiles tend to be more peaked during counter-injection.

日本語訳

非誘導電流駆動は、トカマクにおいて、プラズマ電流を駆動するために用いられるトロイダル電場がいわゆるウェア・ピンチを生じさせるのと同様に、横断方向の新古典輸送を引き起こす。この輸送は、電流駆動機構に応じて内向きまたは外向きのいずれにもなり得、対応するウェア・ピンチよりも大きくなることも小さくなることもある。グリーン関数形式を用いて波動駆動電流によって生じる輸送を計算すると、電子サイクロトロン電流駆動および低域混成波電流駆動では内向きであることがわかる。その大きさは電流を担う電子の衝突度に比例し、したがって共鳴電子が超熱的である場合にはウェア・ピンチよりも小さくなる。対照的に、中性粒子ビーム電流駆動では、ビームがプラズマ電流と同じトロイダル方向に注入されると外向きの粒子輸送が生じ、その逆方向に注入されると内向きの粒子輸送が生じる。この輸送は対応するウェア・ピンチよりもやや大きい。これらを合わせると、長年にわたり複数のトカマクで観測されてきた現象、すなわち反方向注入時に密度分布がよりピーク化する傾向があるという観測結果を説明できる可能性がある。

装置

mast中精度(概要文一致)

wiki

Current drive
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