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論文

Gyrokinetic simulations of turbulent transport; Size scaling and chaotic behaviour

Villard, L.*; Bottino, A.*; Brunner, S.*; Casati, A.*; Chowdhury, J.*; Dannert, T.*; Ganesh, R.*; Garbet, X.*; G$"o$rler, T.*; Grandgirard, V.*; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 52(12), p.124038_1 - 124038_18, 2010/11

 被引用回数:17 パーセンタイル:59.53(Physics, Fluids & Plasmas)

This paper presents some of the main recent advances in gyrokinetic theory and computing of turbulence. A past controversy regarding the finite size (finite $$rho^*$$) effect in ITG turbulence has now been resolved. Now, both Eulerian and Lagrangian global codes are shown to agree and to converge to the flux-tube result in the $$rho^*$$ $$rightarrow$$ 0 limit. It is found, however, that an appropriate treatment of geometrical terms is necessary. Turbulent processes are characterized by a chaotic behavior, often accompanied by bursts and avalanches. Performing ensemble averages of statistically independent simulations, starting from different initial conditions, is presented as a way to assess the intrinsic variability of turbulent fluxes and obtain reliable estimates of the standard deviation.

論文

Modification on the gyrokinetic quasi-neutrality condition due to large flow

宮戸 直亮; Scott, B. D.*

Proceedings of 37th European Physical Society Conference on Plasma Physics (EPS 2010) (CD-ROM), 4 Pages, 2010/06

ジャイロ運動論モデルのような簡約化運動論モデルは粒子相空間から案内中心相空間への変換により構築される。そのモデルでの準中性条件もしくはポアソン方程式で、粒子密度は案内中心におけるもので表される必要がある。これは粒子密度の押し出し表現と呼ばれる。最近、われわれは標準的な案内中心変換を修正して強いプラズマ流を含む簡約化運動論モデルを導いた。このモデルは相空間ラグランジアンのシンプレクティック部分が強い流れのない標準的なモデルと形式的に同じであるので、標準モデルの自然な拡張になっている。プラズマ流が亜音速の場合、粒子密度の押し出し表現に対するプラズマ流の効果は小さく、粒子密度の押し出し表現の修正は必要なかった。本研究では変分原理を用いてプラズマ流が遷音速の場合の粒子密度の押し出し表現を導き、分極密度に流れによる補正が表れることを発見した。

論文

Impact of the toroidal rotation on the $$n$$ dependence of the growth rate of the edge localized MHD modes

相羽 信行; 廣田 真

Proceedings of 37th European Physical Society Conference on Plasma Physics (EPS 2010) (CD-ROM), 4 Pages, 2010/06

トカマクプラズマにおけるトロイダル差動回転は、ELMの原因とされる周辺MHDモードを不安定化することをこれまでに示してきたが、一方で解析対象のMHDモードがより短波長になるとむしろ回転はMHDモードを安定化することが確認されている。本研究は、トロイダル差動回転が安定化効果及び不安定化効果の双方を持ちうるという性質に着目し、不安定モード(周辺バルーニングモード)の成長率の波長(トロイダルモード数)に対する依存性のトロイダル差動回転による変化について数値解析を行った。その結果、回転がない場合には波長が短くなるにつれて成長率が高くなる依存性を持つのに対し、差動回転を加えると不安定化効果・安定化効果をそれぞれ受けてその依存性が極大値を持つことを示した。さらに、この差動回転により、回転なしの場合で最も不安定であったMHDモードとは異なる新たな不安定MHDモードが発生し、これらの成長率がほぼ一致する(ただし振動数は異なる)場合にはそれらの重ね合わせによってプラズマが線形成長とは異なる時間発展をすることを示した。

論文

Measurement of type-I ELM pulse propagation in SOL through BES use of MSE diagnostics in JT-60U and impact of ELM on MSE diagnostics

鈴木 隆博; 大山 直幸; 朝倉 伸幸; 藤田 隆明

Proceedings of 37th European Physical Society Conference on Plasma Physics (EPS 2010) (CD-ROM), 4 Pages, 2010/06

核融合炉のプラズマ対向機器にとってタイプIのELMによる熱粒子負荷は非常に高いため、ELMにより放出されるプラズマ(ELMパルス)のスクレイプオフ層(SOL)中の伝搬の理解は重要である。モーショナルシュタルク効果(MSE)計測器をビーム発光計測器として用い、ELMパルスによるSOLプラズマ密度の増加を測定した。さまざまな空間位置でのプラズマ密度増加の時間遅れからELMパルスの大半径方向の伝搬速度を0.8-1.8km/sと同定した。正確な評価にあたっては、ELMパルスと同時に増加する背景光をビーム発光から適切に除去することが重要だった。この背景光はSOLのみでなく主プラズマ中でも観測され、電流分布を計測するMSE計測器への影響が懸念されたため数値シミュレーションによりその影響を調査した。ELMに起因する背景光によってMSE計測に生じる誤差は背景光強度,ELM周波数,MSE計測の低域通過フィルターの時定数などに依存することを明らかにした。またELM周波数が低域通過フィルターの時定数で決まる特定の周波数より高くなると、個々のELMによる誤差が重なり合って定常誤差が生じることを明らかにした。

論文

Diagnostics of tokamak divertor plasmas by Stark broadening of impurity emission lines

Koubiti, M.*; 仲野 友英; Capes, H.*; Marandet, Y.*; Mouret, L.*; Rosato, J.*; Stamm, R.*

Proceedings of 37th European Physical Society Conference on Plasma Physics (EPS 2010) (CD-ROM), 4 Pages, 2010/06

JT-60Uの非接触ダイバータプラズマから放射されるC IV(n=6-7)スペクトル線を高波長分解可視分光器で測定し、そのスペクトル形状をPPPコードにより解析した。解析の結果、スペクトル線形状はドップラー効果とシュタルク効果の影響を受けることがわかった。それぞれの効果の大きさを評価することによりイオン温度(=電子温度)と電子密度を決定することに成功した。X点を貫く視線に対して決定された電子温度と電子密度はそれぞれ3eVと7$$times$$10$$^{20}$$m$$^{-3}$$であり、これらはC IVスペクトル線の強度比より定められた電子温度(6.3eV)と電子密度(7.8$$times$$10$$^{20}$$m$$^{-3}$$)に近い。これらの結果から独立した方法によりX点付近に高密度プラズマが形成されることが明らかにされた。

論文

TSC modelling approach to mimicking the halo current in ASDEX upgrade disruptive discharges

中村 幸治*; Pautasso, G.*; 杉原 正芳*; 宮本 斉児; 利光 晋一; 芳野 隆治; ASDEX Upgrade Team*

Proceedings of 37th European Physical Society Conference on Plasma Physics (EPS 2010) (CD-ROM), 4 Pages, 2010/06

ITERの真空容器及び容器内構造物への電磁力負荷の要因として特に重要なものは、VDE(垂直移動現象)の際に流れる大きなハロー電流である。これまでに、DINAコードによるJT-60のハロー電流解析の例は知られているものの、ハロー電流モデルの開発はまだ十分とは言えない状況である。最近、幾つかの実験グループによりハロー電流データが系統的に取得されており、軸対称2次元自由境界コードであるTSCによりデータを検証し、ハロー電流モデルを発展させることが必要とされている。本研究では、VDEの挙動と最大ハロー電流値の関係について理解を深めるため、ASDEXアップグレードのディスラプション放電を対象として解析を行った。高温のプラズマがゆっくりと下方向に動いていき、電流崩壊の間に急激な下方向VDEが起こるという観測結果を模擬するために、TSCにより系統的シミュレーションを行った。ハロー領域の温度と幅は、観測されているハロー電流値を再現するように決定した。この場合の下向きVDEの挙動は、実験での観測と良く一致した。ITERのディスラプション時のハロー電流挙動の予測を行うためには、ASDEXアップグレードの他の放電に対しても同様な解析を行っていくことが必要であり、現在実施中である。

論文

Mode rigidity study of RWM on RFX with reduced RWM control coils for JT-60SA RWM stabilization

武智 学; Bolzonella, T.*; Baruzzo, M.*; 井手 俊介; 松永 剛; JT-60SAチーム

Europhysics Conference Abstracts (Internet), 34A, p.P2.192_1 - P2.192_4, 2010/00

To achieve a steady-state high beta plasma, suppression of RWM is necessary. Therefore, the RWM active control system for JT-60SA is being designed. The matter of mode-rigidity is very important for JT-60SA, because the coverage area of plasma surface with coils is very small. There are two issues connected to mode non-rigidity. One is mode deformation and the other is the destabilization of side-band modes which are marginally stable without the control coils. We performed some experiments on the RFX-mod device with reduced sets of coils for mode-rigidity study. The active control system of RFX-mod has 192 coils each with an independent amplifier and successfully controls RWMs. For example, by using only 48 coils in the top poloidal section one can control the RWM. The dependence of mode control efficiency, mode deformation derived by magnetic sensors and amplifier current on coverage area of the coils during mode control will be shown.

口頭

Assessment of integrated physics design of the JT-60SA plasmas

井手 俊介; 鎌田 裕; Lackner, K.*; Bolzonella, T.*; 藤田 隆明; JT-60SAチーム

no journal, , 

The objective of JT-60SA is to support researches on ITER and develop physics and engineering basis towards DEMO reactor. Towards realization of a steady-state tokamak DEMO reactor, establishing a plasma operational scenario of high normalized beta and high bootstrap current fraction is indispensable. Assessment of performance and characteristics of plasmas foreseen in JT-60SA, using various codes for MHD stability, current drive, transport and divertor, is presented.

口頭

Results of ITER test blanket module mock-up experiments on DIII-D

Snipes, J. A.*; Schaffer, M. J.*; Gohil, P.*; de Vries, P.*; Fenstermacher, M. E.*; Evans, T. E.*; Gao, X. M.*; Garofalo, A.*; Gates, D. A.*; Greenfield, C. M.*; et al.

no journal, , 

磁性体で作られているITERのテストブランケットモジュール(TBM)が作る誤差磁場がプラズマ運転と性能へ与える影響を調べる実験をDIII-Dで実施した。ポロイダル磁場とトロイダル磁場を作る一組のコイルをプラズマ近傍の水平ポートに設置した。TBMコイルは、トロイダル磁場リップルとの総和で5.7%という局所磁場リップルを作り出すことが可能で、この値は1.3トンのITER用TBMが作る局所磁場リップルの4倍に相当する。実験では、トロイダル回転の減少はリップルに敏感であるが、閉じ込め性能への影響では、3%以上の局所磁場リップルで15-18%の減少、1.7%以下では影響はほとんど見られないことがわかった。

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