Role of radial electric field in LH transition triggered by counter-NBI at low plasma Density in the TUMAN-3M tokamak

Threshold power needed to attain H-mode in a tokamak is a critical parameter for designing of future devices and in particular fusion reactor ITER [1]. According to commonly accepted scaling [2] the threshold power Pthr increases with average density ne when the density exceeds some ne min at which Pthr is minimal. An increase in the Pthr towards low density was observed in many experiments [3-6], prevents the transition at lower ne as well. Physics of the threshold power increase at low ne is not well understood. Since the radial electric field Er and Er×B sheared flow play important roles in the LH transition one could expect these quantities effect the low transitions. Toroidal rotation and radial electric field generation during counter-NBI have been studied in [7] and recently reconsidered theoretically in [8]. Thus, motivation for the presented study is to analyze effect of counter-NBI on the LH transition at low density.Гранична потужність Pthr, необхідна для переходу в H-режим, є критичним параметром при проектуванні термоядерних установок, у тому числі реактора ITER [1]. Відповідно до загальноприйнятого скейлинга [2] Pthr збільшується з ростом середньої щільності плазми ne, якщо ne перевершує деяке значення, при якому Pthr мінімальна. Збільшення Pthr при низьких щільностях також спостерігалося в багатьох експериментах [3-6]. Фізика цього явища до кінця не з'ясована. Однак, з огляду на той факт, що радіальне електричне поле Er і Er×B обертання плазми відіграють важливу роль у механізмі LH-переходу, можна очікувати, що ці фактори впливають і на LH-перехід при низьких щільностях. Явища тороїдального обертання плазми і появи Er під час контр-інжекції пучка нейтральних атомів були недавно досліджені як експериментально [7], так і теоретично [8]. Метою роботи, що представляється, є аналіз впливу контр-інжекції на процес LH-переходу при низькій щільності.Пороговая мощность Pthr, необходимая для перехода в H-режим, является критическим параметром при проектировании термоядерных установок, в том числе реактора ITER [1]. В соответствии с общепринятым скейлингом [2] Pthr увеличивается с ростом средней плотности плазмы ne, если ne превосходит некоторое значение, при котором Pthr минимальна. Увеличение Pthr при низких плотностях также наблюдалось во многих экспериментах [3-6]. Физика этого явления до конца не выяснена. Однако, учитывая тот факт, что радиальное электрическое поле Er и Er×B вращение плазмы играют важную роль в механизме LH-перехода, можно ожидать, что эти факторы влияют и на LH-переход при низких плотностях. Явления тороидального вращения плазмы и появления Er во время контр-инжекции пучка нейтральных атомов были недавно исследованы как экспериментально [7], так и теоретически [8]. Целью представляемой работы является анализ влияния контр-инжекции на процесс LH-перехода при низкой плотности

Plasma rotation diagnostics at the FT-2 tokamak based on the upper hybrid resonance backscattering enhanced doppler effect

Observations of enhanced Doppler frequency shift effect of the highly localized microwave backscattering in the upper hybrid resonance are reported. The experiment is performed at FT-2 tokamak, where a steerable focusing antenna set, allowing off equatorial plane plasma extraordinary wave probing from high magnetic field side, was installed. A separate line less than 1.5 MHz wide and shifted by up to 2 MHz is routinely observed in the backscattering spectrum under condition of accessible upper hybrid resonance. The enhanced frequency shift is explained by the growth of poloidal wave number of the probing wave in the resonance. Development of a new scheme for local diagnostics of fluctuations poloidal rotation based on this effect is started.У статті описуються спостереження посиленого ефекту Доплера в спектрі сигналу розсіяного назад у верхньому гібридному резонансі зондувальної хвилі. Експеримент виконаний на токамаці ФТ-2, на якому недавно були встановлені рухливі антени, що дозволяють здійснювати зондування плазми електромагнітними хвилями в незвичайній поляризації з боку сильного магнітного поля. За умови доступного верхнього гібридного резонансу в спектрі розсіювання спостерігалася лінія шириною менш 1.5 МГц, зрушена до 2 МГц. Ефект пояснений ростом полоідального хвильового числа зондувальної хвилі в резонансі. Почато розвиток нової схеми локальної діагностики обертання плазмових флуктуацій, заснованої на цьому ефекті.В статье описываются наблюдения усиленного эффекта Доплера в спектре сигнала рассеянного назад в верхнем гибридном резонансе зондирующей волны. Эксперимент выполнен на токамаке ФТ-2, на котором недавно были установлены подвижные антенны, позволяющие осуществлять зондирование плазмы электромагнитными волнами в необыкновенной поляризации со стороны сильного магнитного поля. При условии доступного верхнего гибридного резонанса в спектре рассеяния наблюдалась линия шириной менее 1.5 МГц, сдвинутая до 2 МГц. Эффект объяснён ростом полоидального волнового числа зондирующей волны в резонансе. Начато развитие новой схемы локальной диагностики вращения плазменных флуктуаций, основанной на этом эффекте

TOPLHA: an accurate and efficient numerical tool for analysis and design of LH antennas

This paper presents a self-consistent, integral-equation approach for the analysis of plasma-facing lower hybrid (LH) launchers; the geometry of the waveguide grill structure can be completely arbitrary, including the non-planar mouth of the grill. This work is based on the theoretical approach and code implementation of the TOPICA code, of which it shares the modular structure and constitutes the extension into the LH range. Code results are validated against the literature results and simulations from similar code