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Simulation study of density dynamics effect on the ELM behavior with TOPICS-IB

ELMに対する密度ダイナミクス効果のTOPICS-IBによるシミュレーション研究

林 伸彦; 滝塚 知典; 相羽 信行; 小関 隆久; 大山 直幸

Hayashi, Nobuhiko; Takizuka, Tomonori; Aiba, Nobuyuki; Ozeki, Takahisa; Oyama, Naoyuki

周辺部局在モード(ELM)に対する密度ダイナミクス効果を、統合コードTOPICS-IBによるシミュレーションで調べた。そのために、中性粒子モデルをTOPICS-IBに統合した。TOPICS-IBが、密度ダイナミクスを含めたプラズマ全体の挙動をシミュレーションできることを確かめた。ELM前の密度分布とELM中のスクレイプオフ層(SOL)密度の上昇のために、実験で観測されたようにELMによる粒子損失は衝突周波数に依存しないことがわかった。以前の研究のように衝突周波数を人為的に増倍する代わりに、密度・温度を変えることにより、ELMによるエネルギー損失の衝突周波数依存性がブートストラップ電流とSOL輸送に起因することを確かめた。さらに、温度緩和の効果によりイオンの対流損失と荷電交換損失が衝突周波数依存性を強めることを明らかにした。

Density dynamics effect on ELM has been studied by TOPICS-IB. The ELM particle loss is found to almost independent on the collisionality, as shown in experiments, due to the density profile before ELM and the increase of the SOL density during ELM. It is confirmed by varying the density and the temperature instead of artificially enhancing the collisionality that the collisionality dependence of the ELM energy loss is caused by the bootstrap current and the SOL transport. Additionally, ion convective and charge-exchange losses are found to enhance the collisionality dependence due to the equipartition effect.

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