对JET托卡马克装置台基结构研究的报告总结
高密度对台基结构影响的调研分析
在聚变等离子体研究中,台基结构是一个非常重要的物理现象。它位于等离子体边缘区域,表现为等离子体参数(如密度和温度)的陡峭梯度变化。理解和控制台基结构对于提高聚变性能和稳定性至关重要。
JET上密度台基结构研究 [1] [2]
- 针对JET上$n_\text{e,sep}$与$n_\text{e,ped}$之间的相关性开展分析
- Pedestal degradation的关键参数:
- low-Z杂质
- 充气速率
- 台基密度最大梯度位置$n_\text{e,pos}$
- 分离面密度$n_\text{e,sep}$
- 分析发现$n_\text{e,sep}$,$n_\text{e,ped}$与$P_\text{e,ped}$之间存在较强相关性,但现有EUROPED模型无法很好地再现当这个比值大于0.4的情况。
模拟工具及方法
- IPBM: 使用HELENA-ELITE
- RPBM: 使用CASTOR
- Pedestal width: 基于EPED1假设,KBM并非主导因素
- 分离面密度: 使用EDGE2D-EIRENE(SOL)和JETTO(core)的JINTRAC耦合
- 湍流: 使用GENE模拟
密度梯度影响研究
研究发现密度梯度的位置对台基结构有显著影响:
- 密度向外移动会导致压强向外移动
- 这种移动会解稳定压强梯度驱动的不稳定性
- 最终导致台基高度降低
湍流对台基宽度的影响
通过GENE和GS2的模拟发现:
- 高$n_\text{e,sep}$可能引起较强的湍流输运
- 湍流输运会改变密度梯度标长$L_{ne}$
- ETG被认为是决定台基中部湍流输运的关键因素
DIII-D低碰撞率实验 [3]
- $\eta_e$效应会导致台基宽度展宽
- 获得了与JET类似的台基宽度定标律
主要结论[4]
- 充气率的增加会导致ELM频率升高
- 当$n_\text{e,sep}$,$n_\text{e,ped}$大于0.4时现有模型需要改进
- 密度梯度位置和湍流输运对台基结构有重要影响
相关文章[5]
参考文献
- Role of the separatrix density in the pedestal performance in deuterium low triangularity JET-ILW plasmas and comparison with JET-C Nuclear Fusion 61(12), 126054 2021
- Pedestal structure, stability and scalings in JET-ILW: the EUROfusion JET-ILW pedestal database Nuclear Fusion 61(1), 016001 2020
- Manipulating density pedestal structure to improve core-edge integration towards low collisionality APS Division of Plasma Physics Meeting Abstracts 2023, PP11–017 2023
- Impact of divertor neutral pressure on confinement degradation of advanced tokamak scenarios at ASDEX Upgrade Physics of Plasmas 31(2) 2024
- Parameter dependences of the separatrix density in nitrogen seeded ASDEX Upgrade H-mode discharges Plasma Physics and Controlled Fusion 60(4), 045006 2018
