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Título : Structure of the JET edge radial electric field in He and D plasmas
Autor : Silva, C.
Solano, E.R.
Palabras clave : Er profile
Doppler reflectometry
L-H transition
critical profile
Deuterium
Helium
Fecha de publicación : 22-oct-2021
Editorial : Nuclear Fusion, Institute of Physics
Citación : C. Silva et al 2021 Nucl. Fusion 61 126006
Resumen : Perpendicular velocity, v⊥, measurements have been obtained in JET experiments designed to investigate the underlying mechanisms influencing the L–H power threshold. L–H transitions were induced by using both NBI and ICRH in deuterium and helium plasmas. The v⊥ profile in the low density branch of the L–H transition has a modest or even no well and a marked peak near the separatrix in NBI heated discharges for both D and He plasmas, with a sharper SOL peak for He plasmas. As the line-averaged density increases, the SOL v⊥ peak decreases, in agreement with the modifications in the electron temperature profile at the divertor target, while the v⊥ well becomes deeper. Nevertheless, even in the high density branch, a shallow v⊥ well is found at the L–H transition, v⊥ ∼ 1–2 km s−1, which is lower by a factor of about two than the contribution from the diamagnetic term. No evidence for the existence of a critical value in v⊥ is found at JET, particularly for helium plasmas. This may be explained by the existence of an edge toroidal flow relevant mainly at low density where the power threshold is high. In addition, no significant change in the edge v⊥ is measured preceding the L–H transition.
Descripción : El primer autor es Carlos Silva, experto en medidas del plasma por reflectometría. Soy la segunda autora, ya que se estudian mis experimentos. Se acababa de instalar en JET un sistema de reflectometría Doppler que permite medir la velocidad de las fluctuaciones de densidad del plasma en la dirección perpendicular a la línea de campo magnético loca, v_perp. Tal velocidad tiene una componente dominante debida al campo eléctrico radial local (E_r) del plasma. En el borde del plasma se observa que el perfil de E_r o v_perp a menudo tiene un pozo muy localizado en la zona del gradiente de densidad, dentro de la separatriz que delimita al plasma, y una colina centrada en la separatriz. Hay muchos modelos de transición L-H que se basan en la suposición de que el gradiente de la rotación perpendicular rasga los remolinos de turbulencia que dan lugar al transporte elevado en el modo L (bajo confinamiento). Se ha llegado a decir que la transición L-H requiere un valor critico del pozo de E_r. En este artículo se estudia el perfil de v_perp en plasmas de Deuterio y de Helio justo antes de la transición L-H (experimentos descritos en la aportación 1). En primer lugar se estudian plasmas con calentamiento por inyección de partículas rápidas neutras (Neutral Beam Injection, NBI). Tanto en plasmas de Deuterio como de Helio se observa que para valores de densidad bajos el perfil radial de v_perp apenas tiene pozo, y tiene una colina elevada. Según sube la densidad la colina decrece hasta desaparecer y se forma un pozo cada vez más profundo. Plasmas de Deuterio calentados con ondas (Ion Cyclotron Resonant Heating, ICRH) muestran perfiles cualitativamente semejantes a los de NBI, pero con una variación de la profundidad del pozo mucho más débil en función de la densidad. Se concluye que no hay un valor crítico del pozo, ni de la colina, necesarios para la transición L-H. El resultado más interesante que se presenta es un estudio de la evolución del perfil de v_perp según aumenta la potencia de calentamiento hasta que ocurre la transición. La mayoría de los modelos de transición L-H suponen que el pozo de v_perp se hace paulatinamente más profundo según aumenta el calentamiento, hasta llegar al valor crítico. Aquí se muestra (Fig. 7) que éste no es el caso. En cuánto se entra en modo L (con calentamiento por ondas) el plasma tiene básicamente el mismo perfil de v_perp. Si acaso la profundidad del pozo decrece muy despacio. La única carencia de este estudio es que la resolución temporal es limitada: se necesitan 300 ms para medir un perfil de v_perp. El tiempo de confinamiento del plasma es de ése orden, y la rampa de potencia es muy lenta, del orden de 1MW/s. Por lo tanto no podemos medir cómo cambia v_perp justo antes de la transición a escalas de tiempo más cortas. A pesar de eso es evidente que el modelo convencional de la transición no se ajusta a nuestras observaciones.
URI : http://documenta.ciemat.es/handle/123456789/2385
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