Charge-exchange losses of beam ions in MAST Upgrade : experiments and modelling

P. Ollus*, T. Kurki-Suonio, J. Lovell, K. G. McClements, C. A. Michael, A. Snicker

*Tämän työn vastaava kirjoittaja

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

2 Sitaatiot (Scopus)
11 Lataukset (Pure)

Abstrakti

Dedicated experiments were performed on MAST Upgrade to study beam-ion losses caused by charge exchange (CX) with edge neutrals. The fuelling was switched from the high-field side to the low-field side mid-discharge. Direct measurements suggest a strong increase in the neutral density around the plasma and a decrease in the beam-ion density, which is qualitatively explained by CX losses. Measurements by a resistive bolometer have suggested particle bombardment during neutral beam injection, providing a unique opportunity to separate CX from other loss mechanisms. To verify and quantify CX losses, the orbit-following code ASCOT, which accounts both for CX neutralization and reionization, was used to simulate beam-particle power loads on the bolometer. Simulations reproduce measured bolometer power loads during high-field-side fuelling, verifying CX losses of approximately 10% of the off-axis beam power. Toroidally symmetric simulations overestimate power loads on the bolometer during low-field-side fuelling, which is explained by toroidal asymmetry in the neutral density distribution, as is demonstrated by toroidally asymmetric simulations. Results suggest significantly higher CX losses during low-field-side fuelling, up to about 50% of off-axis beam power.

AlkuperäiskieliEnglanti
Artikkeli055039
Sivut1-18
Sivumäärä18
JulkaisuPlasma Physics and Controlled Fusion
Vuosikerta67
Numero5
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - 31 toukok. 2025
OKM-julkaisutyyppiA1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Charge-exchange losses of beam ions in MAST Upgrade : experiments and modelling'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.
  • Fast and furious of fusion plasmas

    Snicker, A. (Vastuullinen johtaja), Ollus, P. (Projektin jäsen), Särkimäki, K. (Projektin jäsen), Hyvärinen, O. J. (Projektin jäsen), Virtanen, J. (Projektin jäsen) & Pitkäranta, M. (Projektin jäsen)

    01/09/202231/08/2024

    Projekti: RCF Academy Research Fellow: Research costs

  • Snicker Antti AT-palkka: Fast and furious of fusion plasmas

    Snicker, A. (Vastuullinen johtaja)

    01/09/201930/04/2023

    Projekti: Academy of Finland: Other research funding

  • -: Vauhdilla kohti fuusioenergiaa

    Snicker, A. (Vastuullinen johtaja), Hyvärinen, O. J. (Projektin jäsen), Kontula, J. (Projektin jäsen), Lehti, P. (Projektin jäsen), Ollus, P. (Projektin jäsen), Sanchis, L. (Projektin jäsen), Äkäslompolo, S. (Projektin jäsen) & Lyytinen, T. (Projektin jäsen)

    01/09/201931/12/2022

    Projekti: Academy of Finland: Other research funding

Siteeraa tätä