Separating the roles of magnetic topology and neutral trapping in modifying the detachment threshold for TCV
Separating the roles of magnetic topology and neutral trapping in modifying the detachment threshold for TCV
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分离磁性拓扑和中性捕获在修改 TCV 分离阈值中的作用
DOI：
10.1088/1361-6587/ab69bb
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发表时间：
2020
影响因子：
2.2
通讯作者：
Fil A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fil A
总通量膨胀，偏滤器磁拓扑结构的设计选择体现在超级X偏滤器，预测通过简单的分析模型和SOLPS计算，以减少等离子体和杂质密度分离阈值的外偏滤器分界线腿的位置和罢工点的大半径，R t，增加。然而，这些预测与最近的TCV实验结果相矛盾。在这项研究中，利用SOLPS-ITER代码，我们都能够匹配TCV的结果，并证明，总通量膨胀的影响抵消了其他两个偏滤器的几何设计特征，影响中性粒子：（a）的打击点的角度外目标;和（B）的物理挡板，减少从偏滤器逃逸的中性粒子的量的影响。我们通过发展和应用中性捕获的定量定义来量化这些中性效应的作用。本研究的结果表明，改进偏滤器设计，适当利用所讨论的三个设计特点，应导致所有的影响是附加的，在降低分离阈值。这项研究的第二个含义是，任何替代拓扑结构的评估必须分离出中性设计特性的磁拓扑结构的影响。
Total flux expansion, a divertor magnetic topology design choice embodied in the Super-X divertor, is predicted through simple analytic models and SOLPS calculations to reduce the plasma and impurity density detachment thresholds as the outer divertor separatrix leg position and the strike-point major radius, R t, are increased. However, those predictions are contradicted by recent TCV experimental results. In this study, utilizing the SOLPS-ITER code, we are able to both match TCV results and demonstrate that the effect of total flux expansion is counteracted by two other divertor geometry design characteristics that affect neutrals:(a) the strike-point angle to the outer target; and (b) the effect of physical baffles that reduce the amount of neutrals escaping from the divertor. We quantify the role of those neutral effects through developing and applying a quantitative definition of neutral trapping. The results of this study indicate that improved divertor design, properly utilizing the three design characteristics discussed should lead all effects to be additive in reducing the detachment threshold. A second implication of this study is that any assessment of alternative topologies must separate out the effects of magnetic topology from neutral design characteristics.
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