具有 RMP 抑制 ELM 边界的运行空间与等离子体性能

通过比较 AUG、DIII-D、EAST 和 KSTAR 的稳态运行点，调查了由共振磁扰动 (RMP) 抑制边缘局域模 (ELM) 的等离子体的运行空间和全局性能。RMP-ELM 抑制在一系列等离子体电流、环向场和 RMP 环向模数下实现。在不同装置中发现了边缘安全因子的一致运行窗口，而等离子体形状参数的窗口则各不相同。访问到的 pedestal 参数显示，所有装置中 RMP-ELM 抑制的 pedestal 顶部密度极限在定量上相似，略高于 3x1019 m-3。考虑到许多工程参数和边缘碰撞性的巨大差异，这一结果令人惊讶，并对该区域的 extrapolation 提出了挑战。观察到输入功率、约束时间和储存能量存在很大范围的变化，发现的三重积标度类似于电流、场和半径的乘积。提出了 RMP-ELM 抑制等离子体的能量约束随工程参数的标度，并与既定的 H 模和 L 模标度（包括不确定性分析的处理）进行了比较。发现单个工程参数的标度指数与既定标度不同。然而，外推至下一代托卡马克 ITER 和 SPARC 时，在不确定性范围内与既定标度总体一致，发现从组装的多装置 RMP-ELM 抑制数据库进行外推时没有明显的性能惩罚。总体而言，这项工作确定了 RMP-ELM 抑制的共同物理机制，并强调了需要在更高磁场和不同等离子体物理尺寸下追求这种无 ELM 区域。