Experimental validation of the intensity refractometry principle for density measurements at the edge of a tokamak
M. Usoltseva, S. Heuraux, H. Faugel, V. Bobkov, H. Fünfgelder, G. Grenfell, A. Herrmann, I. Khabibullin, B. Tal, D. Wagner, D. Wendler, F. Zeus, ASDEX Upgrade Team
本文对M. Usoltceva等人2022年发表于《Rev. Sci. Instrum.》第93卷013502页的理论研究中首次提出的一种新型微波诊断技术开展了实验验证。为突出该技术与干涉测量法的差异，本文采用了新的命名：强度折射测量法（intensity refractometry）。该诊断技术可测量电子密度，本研究将其应用于托卡马克边缘区域。\n该技术在ASDEX Upgrade装置上的实现系统被称为限制器阴影区微波强度折射计（Microwave Intensity refractometer in the Limiter Shadow, MILS），为该诊断概念提供了首个实验证明。研究将MILS测得的密度预测值与其他多种诊断手段的结果进行了对比，分析了密度剖面不同径向区域的一致性与差异，并讨论了可能的原因。示例放电实验显示该技术覆盖的密度范围较广，限制器位置处的密度范围为2×10^17 m^-3至2×10^19 m^-3。在这些实验中，测量的径向位置范围从限制器前方5 cm处（可测量到分界面内侧最多1 cm处）延伸至限制器阴影区内3 cm处。本文还介绍了MILS运行和数据处理过程中面临的实验挑战。
英文摘要：
Experimental validation is presented for a new type of microwave diagnostic, first introduced in the theoretical study in M. Usoltceva et al., Rev. Sci. Instrum. 93, 013502 (2022). A new term is adopted for this technique to highlight its difference from interferometry: intensity refractometry. The diagnostic allows measuring electron density, and in this work, it is applied at the edge of a tokamak. The implementation of this technique at ASDEX Upgrade, called Microwave Intensity refractometer in the Limiter Shadow (MILS), provides the first experimental proof of the diagnostic concept. Densities predicted by MILS are compared to several other diagnostics. The agreement and discrepancy in various radial regions of the density profile are analyzed and possible reasons are discussed. A wide density coverage is shown in the example discharges with densities from 2*10^17 m^-3 to 2*10^19 m^-3 at the limiter position. In these experiments, the radial location of the measurements varied from 5 cm in front of the limiter (up to 1 cm inside the separatrix was measured) to 3 cm in the limiter shadow. Experimental challenges of MILS operation and data processing are presented.
AI Surrogate Modeling for Real-Time Tokamak Equilibrium Prediction: Benchmarking Neural Architectures and Validation on EXL-50U
Beijing ENN Fusion Energy Science and Technology Co., Ltd.（北京新奥聚变能源科技有限公司）；Xi’an University of Science and Technology（西安科技大学）；Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Nankai University（南开大学）
Integrated full pulse modeling for pellet injection in tokamaks: HPI2 model improvement and validation in WEST
DIFFER – Dutch Institute for Fundamental Energy Research（荷兰基础能源研究所）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；ITER Organization（国际热核聚变实验堆组织）；CEA Cadarache, IRFM（法国原子能和替代能源委员会卡达拉舍校区，核聚变研究集成设施）
本文改进了 HPI2 模型，通过自洽的等离子体释放空间步长计算，提高了数值稳定性，并在 WEST 实验中验证了其预测能力，支持其在集成建模中的应用。
Resolving ECRH deposition broadening due to edge turbulence in DIII-D by heat deposition measurement
用于局部加热和模式控制的微波功率与密度波动之间的相互作用可以产生注入光束的加宽，如实验和模拟中所证实的。增大功率沉积宽度会对ITER上撕裂模结构的抑制产生影响。这项工作讨论了实验部分的努力，以了解散射的注入微波湍流的DIII-D托卡马克。相应的理论建模工作可以在M. B. Thomas et.其他：提交给核聚变（2017）[作者注-本文将在同一期刊上发表]。在一组微扰热输运实验中，同时测量了托卡马克边缘毫米级涨落水平和微波热沉积。通过对调制通量的拟合，将光束展宽与热输运分离。从500 kHz，48通道ECE辐射计的电子温度测量进行傅立叶分析，并用于计算沉积依赖的通量。该通量与运输模型的一致性进行了评价。一个扩散和对流输运的解决方案是线性化的，并与能量守恒导出的通量进行比较。这两种形式的热通量之间的比较是用来评估ECRF沉积配置文件的质量，和拟合发现一个显着扩大的一维平衡射线追踪计算从基准TORAY-GA射线追踪代码是必要的。介绍了热通量法的物理基础、交叉验证和应用。该方法被施加到一系列的DIII-D放电，并发现一个扩展因子的沉积轮廓宽度与边缘密度波动水平成线性比例。这些实验结果被发现是一致的全波光束展宽测量的三维全波模拟在相同的放电。
