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首页> 外文期刊>Nuclear fusion >Fast-ion pressure dominating the mass dependence of the core heat transport in ASDEX Upgrade H-modes
【24h】

Fast-ion pressure dominating the mass dependence of the core heat transport in ASDEX Upgrade H-modes

机译：基于核心热传输的快速离子压力在ASDEX升级H模式下的质量依赖性

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摘要

H-mode plasmas in ASDEX Upgrade (AUG) using different hydrogen isotopes are analysed with respect to their core transport properties. The experimental results are discussed and we present gyrokinetic simulations which are able to reproduce the experimental observations. A novel strategy allows us to disentangle core and pedestal physics by mitigating the isotopic dependence of pedestal properties while keeping the heat and particle sources the same. Matched pedestal profiles are obtained between hydrogen (H) and deuterium (D) plasmas when increasing the triangularity in H plasmas with respect to D plasmas. In the core of these plasmas little isotopic dependence is observed when the fast-ion content is low W_(fast)/W_(th) < 1/3 Quasi-linear modelling with TGLF reproduces the experimental trends under these conditions. For larger fast-ion fractions an isotope dependence is observed in the core heat transport. This is related to a difference in fast-ion stabilization of turbulent transport. The fast-ion pressure in H and D plasmas is different due to the mass dependence in the fast-ion slowing down time as well as to operational restrictions when heating with H neutral beam injection (H-NBI) or D-NBI. Typically, W_(fast,h) < 1/2W_(fast,D) for comparable NBI heating powers in AUG. The gyrokinetic analysis shows that linear growth rates of ITG modes do not show a pure gyro-Bohm mass dependence, but follow the experimentally observed mass dependence when taking collisions, EM-effects and fast ions into account. Non-linear gyrokinetic simulations reproduce the experimental heat fluxes for different isotopes when fast ions are included. This highlights the role of the fast-ion pressure as a key element to explain the observed differences in the core of H and D plasmas.
机译：通过不同氢同位素的ASDEX升级（AUG）中的H模式等离子体分析其核心传输性能。讨论了实验结果，我们提出了能够再现实验观察的陀螺模拟。一种新的策略使我们通过减轻基座特性的同位素依赖性，同时保持热量和颗粒来源来解开核心和基座物理学。当相对于D等离子体增加H等离子体中的三角形时，在氢气（H）和氘（D）等离子体之间获得匹配的基座曲线。在这些等离子体的核心中，当快速离子含量低于（快速）/ w_（Th）<1/3准线性建模时，观察到这些等离子体依赖性在这些条件下再现了实验趋势的速度。对于较大的快速离子级分，在核心热传输中观察到同位素依赖性。这与湍流运输的快速离子稳定性差异有关。 H和D等离子体中的快速离子压力由于快速离子减速时间的质量依赖性以及在用H中性光束注射（H-NBI）或D-NBI加热时的操作限制。通常，在八月的可比NBI加热功率的W_（FAST，H）<1 / 2W_（FAST，D）。 Gyrokinetic分析表明，ITG模式的线性生长速率没有显示出纯的陀螺福音质量依赖性，但在考虑碰撞，EM效应和快速离子时，遵循实验观察到的质量依赖性。当包括快速离子时，非线性旋转型模拟再现不同同位素的实验热通量。这突出了快速离子压力作为关键元素的作用，以解释H和D等离子体的核心的观察到的差异。

著录项

  • 来源
    《Nuclear fusion》 |2021年第3期|036033.1-036033.16|共16页
  • 作者

    P.A. Schneider; N. Bonanomi; C. Angioni; M. Weiland; M. Cavedon; P. David; R. Fischer; P. Hennequin; J. Hobirk; A. Kappatou; B. Kurzan; R.M. McDermott; U. Plank; T. Puetterich; F. Ryter; M. Willensdorfer;

  • 作者单位

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

    Laboratoire de Physique des Plasmas CNRS UMR7648 Ecole Polytechnique 91128 Palaiseau France;

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

    Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Boltzmannstr. 2 85748 Garching Germany;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    tokamak; heat transport; gyrokinetics; isotope effect; fast ions;

    机译：Tokamak;热运输;gyrokinetics;同位素效应;快速离子;

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