基于非线性CGYRO的SPARC首次运行等离子体核心性能预测
等离子体物理
2024-05-09 v2 计算物理
摘要
本文使用PORTALS-CGYRO框架表征了SPARC早期运行等离子体的核心输运物理。对具有L模约束的SPARC等离子体的经验建模表明，存在充足的盈亏平衡窗口（Q>1），无需H模运行。利用非线性CGYRO代码对多通道（电子能量、离子能量和电子粒子）通量匹配条件进行广泛建模，并结合PORTALS进行宏观等离子体演化，结果表明，可达到的最大聚变性能高度依赖于近边缘压力。研究发现核心输运具有刚度，特别是在聚变增益接近1时，且预测的密度峰化与无粒子源H模的经验数据库一致。杂质优化被认为是提高聚变性能同时实现核心-边缘集成的潜在途径。对准线性TGLF模型的广泛验证增强了对简化模型预测的信心。讨论了将L模性能外推到高性能和燃烧等离子体装置的启示，以及预测边缘条件的重要性。
引用
@article{arxiv.2403.15633,
title = {Core performance predictions in projected SPARC first-campaign plasmas with nonlinear CGYRO},
author = {P. Rodriguez-Fernandez and N. T. Howard and A. Saltzman and L. Shoji and T. Body and D. J. Battaglia and J. W. Hughes and J. Candy and G. M. Staebler and A. J. Creely},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.15633},
year = {2024}
}