WikiEdge:ArXiv速遞/2024-08-28

ArXiv-2408.15807v1

• 標題：Simulation and analysis of a high-k electron scale turbulence diagnostic for MAST-U
• 中文標題：高-k 電子尺度湍流診斷的模擬與分析用於MAST-U
• 發佈日期：2024-08-28 14:03:54+00:00
• 作者：David C. Speirs, Juan Ruiz-Ruiz, Maurizio Giacomin, Valerian H. Hall-Chen, Alan D. R. Phelps, Roddy Vann, Peter G. Huggard, Hui Wang, Anthony Field, Kevin Ronald
• 分類：physics.plasm-ph
• 原文連結：http://arxiv.org/abs/2408.15807v1

摘要：等離子體湍流在不同的空間和時間尺度上發揮着關鍵作用，決定了在托卡馬克中可實現的約束水平，基於實驗測量開發減少數值模型以考慮跨尺度湍流效應是一個重要步驟。MAST-U是一個設備齊全的設施，擁有測量等離子體邊緣的離子和電子尺度湍流的儀器。然而，測量核心電子尺度湍流尤其在H模式下是具有挑戰性的。通過一種新穎的合成診斷方法，我們展示了一種基於毫米波的集體散射儀器的模擬測量規格，該儀器經過優化以測量MAST-U核心和邊緣的正常和雙法向電子尺度湍流。我們開發了一個強大的建模框架，結合了光束追蹤技術和迴旋動力學模擬，以預測測量的靈敏度、定位和譜範圍。對於重建的MAST 022769拍攝，預測在核心的最大可測歸一化雙法向波數為$k_{\perp} \rho_{e} \sim 0.6$，在踏板附近為$k_{\perp} \rho_{e} \sim 0.79$，定位長度$L_{FWHM}$範圍從核心的$k_{\perp} \rho_{e} \sim 0.1$時的$\sim$ 0.4 m到$k_{\perp} \rho_{e} \sim 0.45$時的~0.08m。對022769拍攝的合成診斷分析使用CGYRO迴旋動力學模擬譜顯示，ETG湍流的波數峰值譜強度舒適地落在儀器的可測範圍內，從核心到踏板。所提出的診斷為研究與即將進行的非感應微波驅動實驗相關的新湍流和約束機制開闢了機會，並可以提供對跨尺度湍流效應的深入了解，同時適合在未來反應堆如STEP的燃燒等離子體場景中運行。