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Influence of the normalised ion gyroradius on collisional transport of impurities in full-f gyrokinetic simulations

full-fジャイロ運動論的シミュレーションにおける不純物の衝突輸送に対する規格化ジャイロ半径の影響

Obrejan, K.; 井戸村 泰宏   ; 本多 充*

Obrejan, K.; Idomura, Yasuhiro; Honda, Mitsuru*

プラズマ対向機器におけるタングステンの利用は重イオン不純物の炉心への蓄積により核融合プラズマの燃料純度低下を引き起こすが、この現象は完全には解明されていない。本研究では大域的ジャイロ運動論的full-fオイラーコードGT5DとHirshman-Sigmarモーメント法と呼ばれる局所衝突性輸送理論における不純物粒子束の系統的な比較を行った。この結果、シミュレーションと理論は平坦な温度分布のケース、あるいは、ITER規模の大型装置においてのみ一致することがわかった。衝突性不純物輸送を駆動する流れの比較により、現在の装置サイズにおけるシミュレーションと理論の不一致の原因を詳細に調査した。

The use of tungsten in plasma facing components inevitably leads to the pollution of the fusion plasma by heavy impurities and their accumulation at the core, and this phenomenon is not yet fully understood. In this study, we performed a thorough comparison of the impurity particle fluxes between the global gyrokinetic full-f Eulerian code GT5D and local collisional transport theory called as the Hirshman-Sigmar moment approach. It is found that the simulation and the theory agree only in flat temperature profile cases or in large device sizes comparable to ITER. The cause of their discrepancy at the current device sizes is investigated in detail by comparing flows, which drive collisional impurity transport.

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