平衡模型对托卡马克中杂质输运的影响

本文展示了在真实托卡马克几何位形下，由离子温度梯度模和捕获电子模驱动的杂质输运的回旋动理学模拟，并与使用简化几何位形的结果进行了比较。使用GENE代码在线性和非线性模式下获得的回旋动理学结果，与JET上专门杂质注入放电的数据和分析进行了对比。讨论了几个因素对热和粒子输运的影响，特别关注托卡马克几何位形和旋转剪切。为此，将使用s-alpha和同心圆平衡的结果与使用JET实验磁几何位形的结果进行了比较。为了进一步接近实验条件，在包含碰撞和碳背景的情况下进行了非线性回旋动理学模拟。讨论了通过寻找对应于零粒子通量的局域密度梯度而计算出的杂质峰化因子。结果表明，与简化几何位形相比，真实几何位形中的杂质峰化因子降低了约2倍，这是由于对流箍缩的减少。还观察到，碰撞降低了低Z杂质的峰化因子，同时增加了高电荷数杂质的峰化因子，这归因于加入碰撞后输运谱向更高波数的移动。随着旋转扩散的加入，观察到峰化因子的整体降低，但这种降低不足以解释在JET上看到的平坦碳分布。