Hoch-beta Experiment am 20.3.2002 Nachtrag zum 18.3.2002 Ziel: Neue Konfiguration bei iota = 5/8 - kann beta in einer steiferen Konfiguration weiter erhöht werden? - können die Flussflächen genügend geglättet werden ? Randbedingung: keine ECRH verfügbar, Ausnutzung der frischen Borierung ! 1. Optimierung von Icc, Bz, Dichte, iota 2. B-Variation zur Optimierung von beta mit Bz / B = const, Icc = 3.4 kA (max)

Variation von Icc 0. 2 kA B = 1. 25 T, Bz = 200 G, iota = 0 Variation von Icc 0...2 kA B = 1.25 T, Bz = 200 G, iota = 0.645, 8 NBI Quellen

Variation von Icc = 2. 3. 4 kA B = 1. 25 T, Bz = 180 G, iota = 0 Variation von Icc = 2...3.4 kA B = 1.25 T, Bz = 180 G, iota = 0.645, 7-8 NBI Quellen

Kleine Dichte-Erhöhung bewirkt Übergang zu HDH-ähnlichen Entladungen

Iota - Variation bei Icc = 3. 4 kA, B = 1 Iota - Variation bei Icc = 3.4 kA, B = 1.25 T, Bz = 180 G, 7 NBI Quellen

MHD induzierte Verluste durch zu starkes Anblasen (iota = 0.63)

MHD Moden (Mirnov und Soft-X Signals)

(Resistive?) MHD Moden, Mode-Locking?, Kollaps

MHD Moden bewirken signifikante Deformation der Gleichgewichts-Profile

MHD Moden bewirken signifikante Deformation der Gleichgewichts-Profile

MHD Moden bewirken signifikante Deformation der Gleichgewichts-Profile

MHD Moden sind m = 3 (n = 2) bei iota = 2/3, Inseln ? full emissivity perturbed emissivity (SVD) Tomogramme/Filme: S. Klose

(m,n) = (3, 2) Moden zeigen Ballooning Verhalten

MHD induzierte Verluste (iota = 0.66)

MHD induzierte Verluste (iota = 0.64)

Magnetfeld-Variation 0. 9. 1. 25 T B/Bz = const, iota = 0. 63, Icc = 3 Magnetfeld-Variation 0.9...1.25 T B/Bz = const, iota = 0.63, Icc = 3.4 kA , 7 NBI Quellen

Weiteres Vorgehen Detail... Detail... Bild 1. Kombination hoch-beta (8 NBI-Quellen) mit OXB (+ Radialinjektor?) (Leistung, höhere Temperatur --> optimales B niedriger --> beta höher !?) 2. D -> D Injektion (ist Heizleistung grösser? confinement besser ? Strahlung anders ?) auch für die Ermittlung des schnellen-Ionen-betas über Neutronenfluss wichtig. NBI-Schaltexperimente ---> NBI Heizleistung (rel.) aus n-Fluss, B-Abhängigkeit !? 3. Fortsetzung Hoch-beta Gleichgewichte mit signifikanten Strömen Ausheilen des m=2 Moden induzierten Kollapses bei iota = 1/2 durch Gaspuff, Dichte-Variation an der Tearing-Moden Stabilitätsgrenze (Murakami-Limit ?) 5. Hoch-beta bei iota = 5/8 kombiniert mit negativen Stromtrieb Tearing Moden bei umgekehrtem Shear ? 5. Hoch-beta in Spiegelkonfigurationen. von der MHD können veränderte Stabilitätsgrenzen erwartet werden. Heizeffizienz ? 6. dynamische Bz Programmierung zur Verbesserung des Plasmastarts (während Energieaufbaus, Bz-Rampe von -100 G auf -250 G bei -1.25 T-Bestfall) Dies ist evtl. zur Zündung bei abgesenkten Feld notwendig ! 7. Hoch-beta bei iota ≤ 0.25 : --> Shafranov-Shift, Gleichgewichts-beta-Limit ? Detail... Detail... Bild

High-beta with increased heating power 8 tangential NBI-sources + OXB (3 x 140 GHz gyrotrons) + radial injector 1. Reproduce reference discharge at B = -1.25 T: #54867 (900 MHz, iota=0.48, Bz = 260 G, Icc = -2.5 kA, 8 NBI sources) 2. Reduce field to B = -1.1 T: (reproduce #54870, but switch off NBI at t = 0.55 s) 3. Switch 3 NBI injectors off at t = 0.4 s and replace NBI heating power by ECRH (establish 4th harm. OXB heating in time interval 0.4...0.55 s, optimize launch angle) 4. Apply OXB heating on top of 8 NBI injector discharge (t = 0.35...0.5 s) 5. Repeat 3.+4. for different fields (B = -1.0 T, -0.9 T ?) 6. Radial injector on top of 8 NBI injector discharge (t = 0.4...0.45 s) 7. Radial injector on top of 8 NBI + OXB discharge back

High-beta with D -> D NBI Aims of the D->D experiments April 22 - 29: - Compare heating effic., confinement and radiation with H->H, extension of operational regime ? - MHD, fast particle confinement, thresholds for confinement transitions ? 1. Reproduce reference discharge at B =-1.25 T: #54867 (900 MHz, iota=0.48, Bz =260 G, Icc = -2.5 kA, 8 NBI sources, <b>≈2.7%) 2. Density scan (IC threshold ? MHD ? optimum confinement ?) 3. B scan (1.25->0.7 T) heating efficiency ? confinement ? optimum beta ? fast particle confin. ? a.) 8 NBI sources (compare with H->H case #54867, 70, 76, 80, 81, 82) b.) 4 unmodulated NBI s. + 2 mod. s. (0.18...0.35s) + 2 mod. radial Inj. (0.35...0.45 s) compare scaling of Wdia , b , n-flux with B and PNBI , assess scaling of prompt fast ion losses 4. NBI-Power scan with adjusted Bz , switch from 8->6, 7->5, 6->4, 5->3 NBI sources (compare with H->H case #54900, 02, 07, 08,10) steps in neutron flux --> heating efficieny, fast ion confinement 5. Repeat maximum beta cases #51755 (=#54022) at iota=0.52, B=-0.9 T, <b>≈3.1% with D->D 6. Density scan at 2...3 different B (iota = 0.48) with 4 NBI sources (until 0.45 s) + „NBI blips“ (2 sources 0.35...0.38 s + 2 radial injector sources 0.41...0.43 s) variation of slowing-down time --> fast ion confin. from neutron flux, diffusive-prompt losses

Predicted NBI Heating Efficiency and Heating Power Profiles

Dependence of D-D Neutron Flux on Temperature back