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Survey of target plate heat flux in diverted DIII-D tokamak discharges

C.J. Lasnier, D.N. Hill, T.W. Petrie, A.W. Leonard, T.E. Evans, R. Maingi1998年被引用 62Nuclear FusionIF 3出版社

A series of observations is presented concerning divertor heat flux, qdiv, in the DIII-D tokamak, and it is shown that many features can be accounted for by assuming that the heat flux flows preferentially along field lines because τ|| < τ⊥ in the scrape-off layer (SOL). Exceptions to this agreement are pointed out and the discrepancies explained by means of two dimensional (2-D) effects. About 80% of the discharge input power can be accounted for. The power deposited on the target plate due to enhanced losses during edge localized modes (ELMs) is less than 10% of the total target power in most cases. X point height scans for lower single null (LSN) diverted discharges show that the peak heat flux variation is primarily due to flux expansion and secondarily due to transport of energy across the magnetic field in the divertor. At the outer strike point qdiv,peak ∝ Pin(Ip - Ip,0)G(gin)(1/Bt)4/9(Bdiv/Bmp)f(Ldivχ⊥), where G is a linear function of the inner gap, gin, over a specified range and f describes cross-field energy transport in the divertor. Evidence of radial in-out asymmetries (comparing the outer strike point with the inner strike point or centre-post) and toroidal asymmetries in qdiv is presented and the heat flux peaking due to tile gaps and misalignment of tiles is examined. For magnetically balanced double null (DN) discharges with downward ∇B ion drift, it is found that qdiv is inherently higher in the lower divertor than in the upper divertor, having a 3:1 downward bias. Examples of heat flux reduction by gas puffing deuterium or neon in LSN and DN discharges are given. At least a threefold reduction of the peak heat flux in both the upper and lower divertors of a DN discharge, using D2 puffing, is reported.

日本語訳

DIII-Dトカマクにおけるダイバータ熱流束qdivに関する一連の観測結果を示し、スクレイプオフ層においてτ∥ < τ⊥であるため熱流束が磁力線に沿って優先的に流れると仮定することで、多くの特徴を説明できることを示す。この一致に対する例外を指摘し、その不一致を二次元(2-D)効果によって説明する。放電入力電力の約80%を説明することができる。周辺局在化モード(ELM)中の増大した損失によるターゲット板への熱堆積は、ほとんどの場合においてターゲット総熱量の10%未満である。下部単一零(LSN)ダイバータ配位でのX点走査により、ピーク熱流束の変化は主に磁束拡大によるものであり、二次的にダイバータ内の磁場横断方向のエネルギー輸送によるものであることが示される。外側ストライク点ではqdiv,peak ∝ Pin(Ip - Ip,0)G(gin)(1/Bt)4/9(Bdiv/Bmp)f(Ldiv,χ)となり、ここでGは指定範囲内の内側ギャップginの線形関数であり、fはダイバータ内の磁場横断方向のエネルギー輸送を表す。外側ストライク点と内側ストライク点またはセンターコラムを比較した径方向の内外非対称性およびqdivのトロイダル方向非対称性の証拠を示し、タイル間隙およびタイルの位置ずれによる熱流束の集中を調べる。磁気的にバランスの取れた二重零(DN)配位で下向き∇Bイオンドリフトの場合、qdivは本質的に上部ダイバータよりも下部ダイバータで高く、3:1の下向きバイアスを示すことが見出される。LSNおよびDN配位における重水素またはネオンガス入射による熱流束低減の例を示す。DN配位の上部および下部ダイバータの両方において、D2ガス入射を用いることでピーク熱流束の少なくとも3倍の低減が達成されることを報告する。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)

wiki

DIII-D
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