Open field equilibrium current and cross-field passing electrons as an initiator of a closed flux surface in EC-heated toroidal plasmas
Open field equilibrium current and cross-field passing electrons as an initiator of a closed flux surface in EC-heated toroidal plasmas
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开场平衡电流和交叉场传递电子作为 EC 加热环形等离子体中闭合通量表面的引发剂
DOI：
10.1088/0029-5515/52/8/083008
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发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
3.3
通讯作者：
Hitoshi Tanaka
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
T. Maekawa;T. Yoshinaga;M. Uchida;F. Watanabe;Hitoshi Tanaka
本文提出了一个在电子回旋加热环形等离子体中观察到的闭合磁通面的非感应引发模型。首先，在弱的垂直外场作用下，产生一个压力驱动的平衡环向流，以平衡压力-气球力和流-环向力。当来自电流的自场几乎抵消了外部垂直场时，速度空间中的电子的向前能量部分开始进行交叉场通过（CFP）轨道。CFP电子是由体电子的EC加热和随后的俯仰角散射产生的，这是使用福克-普朗克方程分析的。它们提供了一个额外的电流，关闭了场线。该模型进行了检查，在小的低纵横比设备的LATE和在大型常规设备的JT-60 U与EC加热的适当模式的搜索实验。在微波功率和驱动电流方面，模型与这两个实验同时吻合。结果表明，随着等离子体长半径的增加，封闭通量面的初始化需要越来越多的EC功率。特别是，对于大型设备，需要小心地注入高N的EC波，以启动闭合通量表面和随后通过通常的EC电流驱动到闭合通量区域上来扩大通量表面。
A model for the non-inductive initiation of a closed flux surface observed in electron cyclotron (EC) heated toroidal plasmas is presented. First, a pressure-driven equilibrium toroidal current develops under a weak external vertical field so as to counter balance the pressure-ballooning and current-hoop forces. When the self-field from the current almost cancels out the external vertical field, a forward energetic part of electrons in the velocity space begins to make cross-field passing (CFP) orbits. The CFP electrons are generated by the EC heating of bulk electrons and subsequent pitch-angle scattering, which is analyzed using the Fokker–Planck equation. They provide an additional current that closes the field lines. The model is examined for experiments in the small low aspect ratio device of LATE and in the large conventional device of JT-60U with a search for appropriate modes of EC heating. Simultaneous coincidence of the model with these two experiments is obtained in terms of microwave power and driven current. The results predict that initiation of a closed flux surface requires more and more EC power as the plasma major radius increases. In particular, careful injection of high N‖ EC waves is needed for large devices, both for initiation of a closed flux surface and for subsequent enlargement of the flux surface by the usual EC current drive onto the closed flux area.
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DOI：
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发表时间：
2010
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M.Uchida;T.Yoshinaga;H.Tanaka;T.Maekawa
通讯作者：
T.Maekawa
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S. Nishi;T. Sakabe;M. Uchida;H. Tanaka;T. Maekawa
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发表时间：
2010
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S.Nishi;T.Sakabe;M.Uchida;H.Tanaka;T.Maekawa
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