SOLPS-ITER numerical evaluation about the effect of drifts in a divertor configuration of ASDEX-Upgrade and a limiter configuration of J-TEXT
本文利用SOLPS-ITER对比模拟AUG偏滤器与J-TEXT限制器位形,揭示完整漂移和电流对附着/脱靶工况下靶板温度、离子通量及中性密度分布的影响。
2023-01-11 physics.plasm-ph
Performance assessment of a tightly baffled, long-legged divertor configuration in TCV with SOLPS-ITER
该研究利用 SOLPS-ITER 模拟 TCV 的 TBLLD 构型,证明减小径向间隙可增强中性粒子约束和功率处理,并拓宽低芯部污染的氮气辅助脱靶窗口。
2023-04-20 physics.plasm-ph
SOLPS-ITER Numerical Simulations of ITER-scale Snowflake Divertors: Low-Field-Side SF-/SF+ and High-Field-Side SF-/SF+ Configurations
本研究利用SOLPS-ITER模拟ITER规模托卡马克的四种雪花偏滤器构型,揭示了不同构型的磁几何与靶板几何对等离子体行为及功率排出的影响,为未来偏滤器设计提供参考。
2025-09-02 physics.plasm-ph
Comparison between MAST-U conventional and Super-X configurations through SOLPS-ITER modelling
MAST-U最近开始与Super-X偏滤器一起运行,该偏滤器旨在增加总通量膨胀和中性捕获,两者都是通过简单的分析模型和SOLPS计算预测的,以降低等离子体和杂质密度分离阈值。在这项研究中,利用SOLPS-ITER代码,我们量化了MAST-U Super-X和中性挡板几何形状允许的可能增益。我们表明,一个显着减少的上游密度分离阈值(高达1.6倍)可以实现在MAST-U,超级X,而不是传统的偏滤器几何形状,主要是通过增加总通量膨胀,中性捕获被发现非常相似的不同配置之间。我们还表明,在这样一个紧密受阻的几何解释的走向点的角度的变化是复杂的,并且在这种情况下,目标法线点更朝向分界线并不一定意味着较低的脱离阈值。在以前的计算TCV,我们量化的中性效应的作用,通过开发和应用中性捕获的定量定义。
2022-07-13 physics.plasm-ph
Collisional radiative modelling with improved cross sections to investigate plasma molecular interactions in divertor plasmas
本文通过构建碰撞辐射模型并采用改进的反应速率数据,研究MAST-U Super-X偏滤器中的等离子体-分子相互作用,发现其能更好匹配实验并揭示分子活化复合与解离的重要性。
2023-11-28 physics.plasm-ph
Modeling helium compression and enrichment in DIII-D edge plasmas using the SOLPS-ITER code
该研究利用 SOLPS-ITER 模拟 DIII-D 注氦放电,分析偏滤器中氦的输运、再循环与富集,并评估氚燃烧效率指标的可行性。
2025-07-24 physics.plasm-ph
Two-dimensional inference of divertor plasma characteristics: advancements to a multi-instrument Bayesian analysis system
本文介绍D-MIBAS多仪器贝叶斯分析系统的改进,通过磁通量面网格和含分子Balmer贡献的先进发射模型,实现MAST-U偏滤器二维等离子体参数的准确推断。
2024-10-25 physics.plasm-ph
A novel understanding of the role of plasma-molecular kinetics on divertor power exhaust
本研究探讨了脱靶过程中等离子体-分子碰撞在偏滤器功率和动量损失中的关键作用,通过实验推断和SOLPS-ITER模拟验证了长支腿脱靶偏滤器中的显著损失,并利用简化建模为脱靶控制和偏滤器功率平衡提供了新见解。
2025-05-29 physics.plasm-ph
Investigating the impact of the molecular charge-exchange rate on detached SOLPS-ITER simulations
本研究针对SOLPS-ITER模拟与TCV氘等离子体实验在氢系发射上的分歧,通过禁用离子同位素质量重新标度调整分子电荷交换率,发现模拟结果与实验的多方面一致性显著提升。
2023-04-16 physics.plasm-ph
MAST-Upgrade Divertor Facility and Assessing Performance of Long-Legged Divertors
高功率托卡马克偏滤器设计中的一个潜在的重要特征是偏滤器腿的延长和扩展。MAST的升级将允许生产各种各样的偏滤器腿几何形状,因此将允许对大大增加的连接长度和通量扩展的作用进行实验测试。这将包括测试Super-X配置的潜力[1]。升级的设计过程需要对磁结构的产生和控制进行分析,并考虑到偏滤器关闭和增加磁连接长度将发挥的作用。
2013-06-28 physics.plasm-ph
Investigation of atomic and molecular rates in plasma-edge simulations through experiment-simulation comparisons
偏滤器等离子体分离可能是磁约束核聚变功能所必需的。它大大减少了入射到靶上的粒子和热通量,从而减少了靶上的溅射和热负荷。因此,对偏滤器中等离子体行为进行精确的模拟对设计未来的托卡马克偏滤器是有利的。用于此目的的一个常见的模拟包是SOLPS-ITER,它以前被观察到低估了分子效应对等离子体分离的贡献。为了纠正这一点,改变其分子电荷交换的反应速率。这种改变导致偏滤器内$D_2^+$离子密度的显著增加。然后根据模拟输出计算颗粒平衡和$Dα$排放数据。这些进行了比较,实验数据和一组后处理例程的原始模拟,预测的效果,校正的电荷交换率。与后处理预测相比:分子活化扩散的增加和目标通量翻转的深度小于预测。这是由于后处理不是自洽的,并且它没有说明反应速率的改变将如何影响背景等离子体。与实验数据相比:校正显示出在一般趋势的一致性方面的显著改善,例如MAR反应速率增加和目标通量的翻转。然而,在各种反应速率的大小上仍然存在重大分歧,这表明SOLPS-ITER仍需要进一步改进。
2022-05-25 physics.plasm-ph
2D electron density profile evolution during detachment in Super-X divertor L-mode discharges on MAST-U
本文比较了 MAST-U 不同偏滤器条件下的 2D 电子密度分布,发现长腿偏滤器性能更优且脱靶更深,SOLPS 模拟验证了分布形状一致性,并揭示了中性阻力对密度峰值的影响。
2025-07-01 physics.plasm-ph
Scrape-off layer ion temperature measurements at the divertor target in MAST by retarding field energy analyser
离子温度(Ti)的知识对于确定偏滤器和面向等离子体的部件的热通量至关重要,然而与电子温度(Te)数据相比,关于这一点的数据是有限的。Ti测量偏滤器目标之间的边缘局部模式(间ELM)H模式,已使用一种新的减速场能量分析仪(RFEA)。
2013-07-05 physics.plasm-ph
Divertor heat fluxes and profiles during mitigated and unmitigated Edge Localised Modes (ELMs) on the Mega Amp Spherical Tokamak (MAST)
边缘局部模式(ELM)是未来设备的一个问题,因为它们会限制偏滤器的运行寿命。ELMs的缓解可以通过应用共振磁扰动(RMP)来执行,共振磁扰动的作用是降低等离子体边缘的压力梯度。在等离子体范围内,使用环形模数n=3,4和6的扰动,已进行了调查的影响,RMP MAST。已经看到,RMP增加ELM频率,这引起ELM能量的相应降低。减少的ELM能量降低了到偏滤器的峰值热通量,ELM能量减少三倍,产生峰值热通量减少1.5倍。偏滤器热通量剖面的测量结果表明,撞击点分裂的证据与使用真空代码ERGOS的建模一致。
2013-06-27 physics.plasm-ph
Initial observations in X-point target divertor discharges on MAST-U
University of York(约克大学);Eindhoven University of Technology(埃因霍温理工大学);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);University of Liverpool(利物浦大学);DIFFER(荷兰等离子体物理研究所);Max Planck Institute for Plasma Physics(马克斯·普朗克等离子体物理研究所);Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院)
MAST-U首次高功率H模式实验采用双null X点目标回旋器配置,通过优化几何结构提升等离子体排放效率,并初步展示改进的ELM缓冲效果。
2026-01-29 physics.plasm-ph
Initial Fulcher band observations from high resolution spectroscopy in the MAST-U divertor
本研究利用高分辨率Fulcher带光谱观测MAST-U偏滤器中D₂分子特性,分析不同偏滤器工况下转动温度随脱附的变化及上态振动分布特征,为偏滤器等离子体物理研究提供实验依据。
2023-07-25 physics.plasm-ph
L-Mode and Inter-ELM Divertor Particle and Heat Flux Width Scaling on MAST
粒子和功率在面向等离子体的部件上的分布在下一代聚变装置的设计中至关重要。功率和粒子衰减长度已被测量在一些MAST L-模式和H-模式放电,以确定其参数的依赖性,通过拟合偏滤器朗缪尔探针测量的功率和粒子通量分布,指数衰减和高斯函数的卷积。在所有的放电分析,它被发现,指数衰减长度映射到中平面主要取决于分界线电子密度和等离子体电流(或并联连接长度)。卷积高斯函数的宽度已被用来推导出近似的扩散系数,发现其变化范围为1 m2/s至7 m2/s,并且与L模式相比,H模式中的扩散系数系统地较低。
2013-06-28 physics.plasm-ph
Spectroscopic investigations of detachment on the MAST Upgrade Super-X divertor
我们提出的第一个分析的原子和分子的过程中发挥脱离在MAST-U超X偏滤器使用偏滤器光谱数据。我们的分析表明,MAST-U Super-X偏滤器中的分离可以分为四个连续的阶段:首先,电离区域在分离开始时与靶分离,留下下游分子密度增加的区域。等离子体与这些分子相互作用,产生分子离子($D_2^+$和/或$D_2^- \rightarrow D + D^-$),其进一步与等离子体反应,导致分子活化的分解和解离(MAR和MAD),这导致激发的原子和显著的巴耳末线发射。其次,MAR区域从靶分离,在下游留下亚eV温度区域。第三,电子-离子复合(EIR)激发产生强发射。最后,电子密度在靶附近衰减,导致密度前沿向上游移动。本文的分析表明,等离子体分子相互作用有更大的影响比以前报道的,并发挥关键作用的强度和解释的氢原子线发射特性的MAST-U。此外,我们发现,在偏滤器中的Fulcher带的发射轮廓可以被用作电离区域的代理,也可以被用作等离子体温度诊断,用于改善分离的类氢发射所产生的电子碰撞激发,从等离子体分子相互作用。我们提供的证据存在的低电子温度($<0.5$ eV)在脱离阶段III-IV的基础上定量光谱分析,玻尔兹曼关系的高n巴耳末线的亮度的分析一起的高n巴耳末线的转变。
2022-10-18 physics.plasm-ph
Tungsten erosion and scrape-off layer transport modelling in L-mode helium plasma discharges in ASDEX Upgrade
本文通过SOLPS-ITER与ERO2.0模拟ASDEX Upgrade L模氦等离子体中的钨侵蚀与迁移,揭示He2+对偏滤器侵蚀的主导作用,并比较两种程序在W输运方面的差异。
2025-06-04 physics.plasm-ph
Predicting core transport in ITER baseline discharges with neon injections
University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校);General Atomics(通用原子能公司);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Proxima Fusion
通过氖注入预测ITER基准放电核心输运,确定兼容窗口以匹配磁屏障保护目标。
2025-12-29 physics.plasm-ph
Quiescence near the X-point of MAST measured by high speed visible imaging
使用偏滤器体积的高速成像,MAST中接近X点的区域显示为静止的。这是证实了三种不同的分析技术和静态X点区域(QXR)的分界线的1.02通量表面的跨度。原子密度的局部降低和与相机观察几何形状相关的影响被排除为QXR的原因,使得局部等离子体条件中的静止成为最可能的原因。QXR被发现是无处不在的一个显着的操作空间MAST,包括L-模式和H-模式放电线平均密度,等离子体电流和NBI功率的宽范围内。当映射到偏滤器目标的QXR占据近似的e-折叠长度的热通量分布,包含约60%的总热通量的目标,也显示出更高的频率更短的寿命波动的离子饱和电流的趋势。这与在相机图像中进一步向下观察到的偏滤器外腿的短寿命偏滤器局部对流结构一致,并表明偏滤器中对流传输的复杂多区域图像。
2017-06-20 physics.plasm-ph
An improved understanding of the roles of atomic processes and power balance in divertor target ion current loss during detachment
偏滤器分离的过程,其中的热量和粒子通量偏滤器表面强烈减少,需要减少在磁聚变反应堆的热负荷和侵蚀到可接受的水平。在本文中的物理导致的总偏滤器离子电流(IT),或“翻转”的减少,实验上探索TCV托卡马克通过表征的位置,大小和各种偏滤器离子汇和源的作用,包括一个完整的分析粒子和功率平衡。这些偏滤器电离和类氢辐射沿偏滤器腿的配置文件的第一次测量,使通过新的光谱技术。在TCV等离子体条件(等离子体电流和电子密度,有/没有杂质播种)的范围内,$I_t$翻转归因于偏滤器离子源的下降;再结合仍然很小或可以忽略不计,进一步进入分离过程。离子源减少由可用于电离的功率Precl的减少和每次电离所需的能量$E_{ion}$的同时增加驱动:通常被描述为“功率饥饿”(或“功率限制”)。实验发现分离阈值(与分析模型预测一致)为$\sim P_{recl}/I_t {E_{ion}} \sim 2$,对应于目标电子温度$T_t \sim E_{ion}/γ$,其中$γ$是鞘层传输系数。降低目标离子电流所需的目标压力降低由体积动量损失和上游压力损失共同驱动。通过分离的偏滤器配置文件的各种离子源/汇以及功率损耗的测量的演变定量再现通过完整的2D SOLPS建模通过分离过程中的核心密度是不同的。
2019-08-20 physics.plasm-ph
First 2D electron density measurements using Coherence Imaging Spectroscopy in the MAST-U Super-X divertor
本研究提出基于非线性反演的多延迟相干成像光谱二维等离子体参数诊断方法,在模拟和MAST-U Super-X偏滤器实验中验证了其可靠性,为偏滤器等离子体二维参数测量提供了新手段。
2024-04-18 physics.plasm-ph
The role of plasma-atom and molecule interactions on power \& particle balance during detachment on the MAST Upgrade Super-X divertor
本文首次定量分析 MAST Upgrade Super-X 偏滤器脱靶过程,揭示分子离子驱动的 MAR 形成强离子汇并先于 EIR 出现,同时 MAD 贡献 20% 的 SOL 功率电子冷却,证明 Super-X 构型具备高效粒子排出能力且该特征可能具有普遍性。
2023-10-02 physics.plasm-ph
The effect of resonant magnetic perturbations on the divertor heat and particle fluxes in MAST
边缘局部模式(ELM)是未来装置(如ITER)的一个问题,因为它们在偏滤器表面产生的瞬态热负荷很大,可能会限制装置的运行时间。本文讨论了应用共振磁扰动(RMPs)作为ELM控制MAST的机制。实验已经进行了使用n=3的环形模式数扰动和测量的撞击点分裂执行。测量已经使用红外和可见光成像来测量偏滤器的热量和粒子通量。测得的配置文件已显示出明确的分裂在L-模式,比较以及与预测的分裂位置从建模,包括屏蔽的效果。在ELM期间,还研究了作为时间函数的走向点的分裂。分裂在ELM期间变化,在峰值热通量时是最强的,并且在ELM结束时(在峰值中平面D(α)发射之后200微秒)变得更加连续。也已经看到分裂轮廓的变化,一些ELM显示出明显的分裂,而另一些则没有分裂。提出了一种可能的解释这种效果,并支持建模,它涉及的RMP字段和ELM灯丝位置之间的相对相位。
2014-06-11 physics.plasm-ph
Investigations of atomic \& molecular processes of NBI-heated discharges in the MAST Upgrade Super-X divertor with implications for reactors
本研究通过 MAST-U Super-X 偏滤器 NBI 加热实验,揭示了 MAR 和 MAD 分子过程在更高功率条件下对偏滤器粒子平衡和功率耗散的关键作用,并指出其对反应堆尺度偏滤器模拟准确性的重要意义。
2024-04-01 physics.plasm-ph
Scrape-off layer ion temperature measurements at the divertor target during type III and type I ELMs in MAST measured by RFEA
在未来的核聚变反应堆中,高热负荷事件,如边缘局部模式(ELM),可能会损坏偏滤器材料并将杂质释放到主等离子体中,从而限制等离子体性能。最难处理的是I型ELM,因为它们携带来自等离子体的最大部分能量,因此在靶和第一壁材料上沉积最大的热通量。了解从ELM事件释放的离子的温度是重要的,因为它决定了它们将从面向等离子体的材料引起的潜在溅射。为了在I型ELM期间通过减速场能量分析仪(RFEA)测量Ti,已使用一种新的操作技术来进行更快的测量;这被称为快速扫描技术(FST)。
2016-02-09 physics.plasm-ph
First Ion Temperature Measurements in the MAST-U Divertor via Retarding Field Energy Analyzer
本研究首次利用阻滞场能量分析仪(RFEA)在MAST-U偏滤器中测量离子温度,发现在稳态和瞬态ELM事件期间离子温度显著高于电子温度且呈现特定动力学特征。
2024-10-14 physics.plasm-ph
Scaling of the scrape-off layer width during inter-ELM H modes on MAST as measured by infrared thermography
偏滤器表面的功率负载是未来ITER等设备的关键问题,因为材料表面的热限制。表征偏滤器的热通量的一个因素是刮除层(SOL)中的脱落长度,最近的经验缩放显示可以小到1毫米。这些预测是基于多个-使用偏滤器热通量剖面的表达式拟合的热通量宽度的机器定标,该表达式包括SOL中的指数衰减项和关于最后闭合通量的扩散项在私有通量区域中的LCFS表面。
2014-06-11 physics.plasm-ph
Ion Temperature Measurements in the MAST-U Divertor During Steady State Plasmas and ELM Burn Through Phenomena
本研究利用RFEA测量MAST-U偏滤器的离子温度,对比了稳态下与LP测得的电子温度,捕捉了ELM烧穿的动力学过程,获得了相关温度数据与比值结果。
2024-12-10 physics.plasm-ph
Parallel flows as a key component to interpret Super-X divertor experiments
本文提出将平行流自洽纳入扩展双点模型,揭示了总磁通膨胀对压力平衡的作用及其对脱靶实现和控制影响的削弱,从而部分解释了Super-X偏滤器实验与模型预测之间的差异。
2024-02-27 physics.plasm-ph
Novel inferences of ionisation & recombination for particle/power balance during detached discharges using deuterium Balmer line spectroscopy
偏滤器分离的物理过程由偏滤器功率、粒子和动量平衡决定。这项工作提供了一种新的分析技术的巴耳末线系列,以获得一个完整的粒子/功率平衡测量偏滤器。这提供了新的信息,以了解在分离过程中是什么控制偏滤器目标离子通量。利用巴耳末系谱线比定量地分离了氘原子的激发发射和复合发射。这使得能够单独分析这两个组件,提供电离/复合源/汇和氢功率损耗测量。采用概率蒙特卡罗技术来获得完整的误差传播-最终导致每个输出变量的概率密度函数。局部和整体的粒子和功率平衡偏滤器,然后获得。这些技术和他们的假设已得到验证,通过比较分析的综合诊断“测量”从SOLPS模拟结果相同的放电。在TCV托卡马克装置上进行了功率/粒子平衡测量。
2019-11-27 physics.data-an physics.plasm-ph
A coherent structure transport model for scrape-off layer turbulence
Renewable and Sustainable Energy Institute, University of Colorado(科罗拉多大学可再生与可持续能源研究所);Lodestar Research Corporation(洛德斯特研究公司);Center for Integrated Plasma Studies, University of Colorado(科罗拉多大学综合等离子体研究中心);General Atomics(通用原子能公司);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
利用GEMX模拟和SOLPS-ITER背景电场,结合相干结构输运(CST)模型研究偏滤器热流宽度,得到λ_q的1/B_p标度,并发现由团块湍流引起的次级热流峰。
2026-06-25 physics.plasm-ph
Strike point splitting induced by the application of magnetic perturbations on MAST
在IP=750kA的等离子体场景中,已经在MAST上观察到由共振磁扰动(RMP)引起的各种RMP配置的偏滤器撞击点分裂,其中这些配置都具有相似的共振分量。用偏滤器朗缪尔探针和红外照相机进行了补充测量。清晰的分裂始终出现在这种情况下,只有在均匀配置的扰动线圈,类似于密度泵出。这些结果对血浆对RMP反应的模型提出了挑战。
2012-05-24 physics.plasm-ph
Evolution of radiation profiles in a strongly baffled divertor on MAST Upgrade
本文利用 MAST-U 上的红外视频辐射热计诊断研究了强偏滤器中辐射脱靶的演化,发现内腿先于外腿脱靶、辐射脱靶先于粒子通量脱靶,并揭示了辐射移动与能量约束之间的关系及其对未来反应堆的潜在意义。
2024-09-04 physics.plasm-ph
The role of plasma-molecule interactions on power and particle balance during detachment on the TCV tokamak
本文展示了TCV托卡马克的实验结果,表明涉及$D_2^+$和可能的$D^-$的等离子体分子相互作用发挥重要作用,作为汇的能量(通过类氢辐射以及解离)和偏滤器分离过程中的粒子,如果低目标温度($< 3$ eV)实现。分子激活复合(MAR)和离子源减少由于功率限制效应被证明是重要的,在减少离子靶通量在密度斜坡。相比之下,电子-离子复合(EIR)离子阱太小,不能在降低离子靶通量方面发挥重要作用。在$N_2$接种诱导分离期间不会发生MAR或EIR,因为目标温度不够低。$D_2^+$的影响被低估,目前(振动未解决)SOLPS-ITER模拟,这可能是由于低估了$D_2 + D^+ \rightarrow D_2^+ + D$率。收敛的SOLPS-ITER模拟后处理的替代反应速率,导致相当大的贡献的$D_2^+$粒子和功率损失以及以下的$D_2$解离区域的解离。这些发现与实验结果在定量上是一致的。
2021-07-30 physics.plasm-ph
ELM mitigation via rotating resonant magnetic perturbations on MAST
共振磁扰动(RMP)的应用产生分裂偏滤器的罢工点由于RMP场和等离子体场的相互作用。旋转RMP场的应用导致撞击点分裂旋转,将粒子和热通量均匀地分布在偏滤器上。在MAST的RMP线圈已被用来产生一个旋转扰动的环形模式数n=3。在保持H模式的同时,ELM频率随着RMP旋转场的应用而加倍。在缓解过程中,ELM峰值热通量被认为是减少了50%的ELM能量和运动的撞击点,与所施加的RMP场的旋转一致,被认为是使用高空间分辨率(1.5毫米在目标)热通量配置文件使用红外(IR)热成像测量。
2014-10-09 physics.plasm-ph
First demonstration of Super-X divertor exhaust control for transient heat load management in compact fusion reactors
本研究首次在MAST-U上演示了Super-X偏滤器的排灰控制,采用新型中性气体缓冲层诊断策略,证实替代偏滤器构型可扩大运行窗口、提升瞬态热负荷控制能力并支持联合控制,为紧凑型聚变堆热负荷管理提供了可行方案。
2024-07-10 physics.plasm-ph
Bayesian Analysis of Conventional and Ultrafast Spectroscopy Data for Investigating Detachment in the MAST-Upgrade Super-X
本文提出一种新的自适应贝叶斯推断分析方法,利用常规和超快光谱测量研究 MAST-Upgrade Super-X 中的脱靶物理,验证显示其与以往结果高度一致且分析时间大幅减少。
2024-04-23 physics.plasm-ph
Divertor shaping with neutral baffling as a solution to the tokamak power exhaust challenge
本研究通过MAST Upgrade托卡马克实验证明,长腿偏滤器结合高磁通膨胀和中性粒子屏蔽,能在不损害核心等离子体的情况下有效降低靶板热负荷并增强脱靶稳定性,为聚变堆功率排出难题提供了可行方案。
2025-01-08 physics.plasm-ph
L-mode filament characteristics on MAST as a function of plasma current measured using visible imaging
在托卡马克等离子体边缘观察到了清晰的边界结构。这些细丝被径向喷射出来,并在远刮除层(SOL)区域携带等离子体,在那里它们负责产生大部分的传输。利用可见光成像技术,对MAST上L模式等离子体中观察到的细丝的特性进行了研究。一个比较,然后与所观察到的粒子和功率分布在偏滤器作为等离子体电流的函数。的径向速度和较小程度上的径向尺寸的细丝被发现减少等离子体电流增加在恒定的密度和输入功率。在本文中得到的结果的平均灯丝动力学等离子体电流的依赖性是一致的想法,灯丝是负责确定粒子分布在偏滤器。
2016-02-09 physics.plasm-ph
MAST Upgrade - Construction Status
巨型球形托卡马克(MAST)是英国聚变研究计划的核心部分。2010年,启动了一项MAST升级计划,其主要目标是:1)测试反应堆概念(特别是通过柔性偏滤器的排气解决方案,允许Super-X和其他延伸腿配置); 2)增加ITER的知识库(通过解决重要的等离子体物理问题和开发预测模型,以帮助优化ITER的性能)和3)探索使用球形托卡马克作为聚变组件试验设备基础的可行性。随着项目进入施工阶段的中期,将报告一些关键子系统的进展情况。这将包括制造和组装构成新偏滤器的线圈、装甲和支撑结构,建造构成中心柱的新线圈组,安装为偏滤器线圈和增强型TF线圈组供电的新电源,在提供升级诊断能力方面取得进展,NBI加热系统的改造和升级,以及机器控制基础设施的全面检修,包括一个带有完整远程参与设施的新控制室。
2015-03-23 physics.ins-det physics.plasm-ph
Effect of resonant magnetic perturbations on low collisionality discharges in MAST and a comparison with ASDEX Upgrade
持续的ELM缓解已实现MAST和AUG使用RMP的范围内的环形模式数在一个广泛的区域低到中等的碰撞放电。ELM能量损失和偏滤器靶处的峰值热负荷已经降低。ELM缓解阶段通常与等离子体密度和总存储能量的下降相关联。在MAST上的一个特定场景中,通过仔细调整燃料,可以抵消密度下降,并产生具有减轻的ELM的等离子体,降低偏滤器峰值热通量,并使基座高度和受限能量的退化最小。虽然所施加的共振磁扰动场可以是MAST和AUG上ELM缓解开始的良好指标,但在某些情况下并非如此,并且明确强调需要考虑等离子体对所施加扰动的响应。等离子体响应的计算表明,ELM频率的增加与等离子体的边缘剥离-撕裂响应的大小和X点区域等离子体边界的畸变有关。
2014-12-24 physics.plasm-ph
The Influence of Filaments in the Private Flux Region on Divertor Particle and Power Deposition
利用快速分幅相机记录下偏滤器下部体积的可见光发射,以及朗缪尔探针和红外热成像仪监测偏滤器面向等离子体表面的粒子和功率通量,研究了MAST托卡马克等离子体私有通量区中粒子通过间歇性连续结构的输运。可见光摄像机的数据表明,在偏滤器体积中,X点以上的光发射波动在刮除层(SOL)中最强。相反,在低于X点的区域中,发现这些波动在偏滤器内腿的私人通量区(PFR)中最强。对相机数据中这些细丝外观的详细分析表明,它们近似圆形,直径约1- 2厘米。最可能的环形模数在2和3之间。这些细丝将等离子体更深地喷射到私人通量区,有时是通过产生次级细丝,以0.5- 1.0 km/s的速度移动。在内部偏滤器目标的探针测量表明,在内部目标的粒子通量的波动是最强的私人通量区域,这些波动的幅度和分布是不敏感的核心等离子体的电子密度,辅助加热和是否等离子体是单零或双零。结果表明,随着等离子体电流的增加,PFR中时均粒子通量的e折叠宽度减小,但其波动幅度基本不变。在偏滤器外靶处,SOL中粒子和功率通量的波动最强。
2015-03-12 physics.ins-det physics.plasm-ph
Characterization of 3D filament dynamics in a MAST SOL fluxtube geometry
使用BOUT++流体建模框架在现实MAST SOL通量管几何形状中对灯丝传播进行的非线性模拟显示,偏滤器区域中的灯丝动态与中平面区域隔离,这是由于磁几何形状的三个特征:沿场线的磁曲率变化、通量管的膨胀和强磁剪切。在这三种效应中,后两种效应导致灯丝的中平面膨胀特征,而前者导致X点周围的膨胀。在模拟包含所有三种效果的灯丝被观察到气球在中平面,这表明曲率变化的作用是次主导的磁通量膨胀和磁剪切。这些效应的大小在X点附近都是最强的,这导致平行密度梯度的形成。模拟的细丝代表MAST中的细丝,被识别为阻力气球,这意味着它们的运动是惯性限制的,而不是鞘限制的。当等离子体的碰撞率较低时,平行的密度梯度可以驱动灯丝朝向玻尔兹曼响应。这里的结果表明,平行密度梯度的形成是一个自然的和不可避免的后果,一个现实的磁几何形状,因此,过渡到玻尔兹曼响应是一个后果,使用现实的磁几何形状。玻尔兹曼响应导致灯丝自组织并绕轴旋转。从交换运动到玻尔兹曼响应的转变随着温度的升高通过碰撞性的降低而发生。这是证实通过测量密度和潜在的扰动之间的相关性内的灯丝,这是低的反对称状态与交换机制,但在玻尔兹曼制度高。
2013-07-19 physics.plasm-ph
Real-time virtual circuits for plasma shape control via neural network emulators: experimental demonstration on MAST Upgrade
本研究在MAST Upgrade装置上首次实验验证了基于神经网络模拟器的实时虚拟电路可实现等离子体形状控制,为简化托卡马克控制工作流程提供了可行方案。
2026-08-31 cs.AI physics.plasm-ph