面向ITER的富钨等离子体中逃逸电子产生的首次数值分析
等离子体物理
2024-04-24 v1
摘要
为研究逃逸电子(RE)的产生，将破裂与逃逸电子分析模型代码扩展至包含钨杂质。本研究考察了RE电流对以下等离子体参数和建模选择的敏感性：钨浓度、磁扰动强度、电子建模、热猝灭时间以及托卡马克几何（类ITER或类ASDEX）。我们的研究表明，钨浓度低于10⁻³时本身不会导致显著的RE产生。然而，在更高浓度下，可能达到非常高的RE电流。在两种测试的等离子体电子模型（流体模型和各向同性（动理学）模型）中，流体模型的结果更为保守，这对安全分析很有用。但与基于更可靠方法的各向同性模型相比，这些结果过于悲观。我们的结果还表明，在钨诱导的破裂中，热尾RE产生机制作为RE的主要来源占主导地位，通常提供的RE种子比德赖瑟产生高出数个数量级。我们讨论了富钨等离子体模拟的最佳实践，展示了安全限值对建模选择的依赖性，并指出了当前模拟技术最大的不足。所得结果为更广泛地分析钨对破裂动力学的影响（包括在等离子体严重受钨污染情况下ITER的缓解技术）铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2404.14992,
title = {First numerical analysis of runaway electron generation in tungsten-rich plasmas towards ITER},
author = {J. Walkowiak and M. Hoppe and I. Ekmark and A. Jardin and J. Bielecki and K. Król and Y. Savoye-Peysson and D. Mazon and D. Dworak and M. Scholz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.14992},
year = {2024}
}