Abstrakti
The optimized superconducting stellarator device Wendelstein 7-X (with major radius R = 5.5 m, minor radius a = 0.5 m, and 30 m(3) plasma volume) restarted operation after the assembly of a graphite heat shield and 10 inertially cooled island divertor modules. This paper reports on the results from the first high-performance plasma operation. Glow discharge conditioning and ECRH conditioning discharges in helium turned out to be important for density and edge radiation control. Plasma densities of 1-4.5 x 10(19) m(-3) with central electron temperatures 5-10 keV were routinely achieved with hydrogen gas fueling, frequently terminated by a radiative collapse. In a first stage, plasma densities up to 1.4 x 10(20) m(-3) were reached with hydrogen pellet injection and helium gas fueling. Here, the ions are indirectly heated, and at a central density of 8 . 10(19 )m(-3) a temperature of 3.4 keV with T-e/T-i = 1 was transiently accomplished, which corresponds to nT(i)(0)tau(E) = 6.4 x 10(19) keV s m(-3) with a peak diamagnetic energy of 1.1 MJ and volume-averaged normalized plasma pressure = 1.2%. The routine access to high plasma densities was opened with boronization of the first wall. After boronization, the oxygen impurity content was reduced by a factor of 10, the carbon impurity content by a factor of 5. The reduced (edge) plasma radiation level gives routinely access to higher densities without radiation collapse, e.g. well above 1 x 10(20) m(-2) line integrated density and T-e = T-i = 2 keV central temperatures at moderate ECRH power. Both X2 and O2 mode ECRH schemes were successfully applied. Core turbulence was measured with a phase contrast imaging diagnostic and suppression of turbulence during pellet injection was observed.
Alkuperäiskieli | Englanti |
---|---|
Artikkeli | 112004 |
Sivut | 1-11 |
Sivumäärä | 11 |
Julkaisu | Nuclear Fusion |
Vuosikerta | 59 |
Numero | 11 |
DOI - pysyväislinkit | |
Tila | Julkaistu - marrask. 2019 |
OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
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Sukella tutkimusaiheisiin 'Overview of first Wendelstein 7-X high-performance operation'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Siteeraa tätä
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julkaisussa: Nuclear Fusion, Vuosikerta 59, Nro 11, 112004, 11.2019, s. 1-11.
Tutkimustuotos: Lehtiartikkeli › Article › Scientific › vertaisarvioitu
TY - JOUR
T1 - Overview of first Wendelstein 7-X high-performance operation
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N1 - | openaire: EC/H2020/633053/EU//EUROfusion
PY - 2019/11
Y1 - 2019/11
N2 - The optimized superconducting stellarator device Wendelstein 7-X (with major radius R = 5.5 m, minor radius a = 0.5 m, and 30 m(3) plasma volume) restarted operation after the assembly of a graphite heat shield and 10 inertially cooled island divertor modules. This paper reports on the results from the first high-performance plasma operation. Glow discharge conditioning and ECRH conditioning discharges in helium turned out to be important for density and edge radiation control. Plasma densities of 1-4.5 x 10(19) m(-3) with central electron temperatures 5-10 keV were routinely achieved with hydrogen gas fueling, frequently terminated by a radiative collapse. In a first stage, plasma densities up to 1.4 x 10(20) m(-3) were reached with hydrogen pellet injection and helium gas fueling. Here, the ions are indirectly heated, and at a central density of 8 . 10(19 )m(-3) a temperature of 3.4 keV with T-e/T-i = 1 was transiently accomplished, which corresponds to nT(i)(0)tau(E) = 6.4 x 10(19) keV s m(-3) with a peak diamagnetic energy of 1.1 MJ and volume-averaged normalized plasma pressure = 1.2%. The routine access to high plasma densities was opened with boronization of the first wall. After boronization, the oxygen impurity content was reduced by a factor of 10, the carbon impurity content by a factor of 5. The reduced (edge) plasma radiation level gives routinely access to higher densities without radiation collapse, e.g. well above 1 x 10(20) m(-2) line integrated density and T-e = T-i = 2 keV central temperatures at moderate ECRH power. Both X2 and O2 mode ECRH schemes were successfully applied. Core turbulence was measured with a phase contrast imaging diagnostic and suppression of turbulence during pellet injection was observed.
AB - The optimized superconducting stellarator device Wendelstein 7-X (with major radius R = 5.5 m, minor radius a = 0.5 m, and 30 m(3) plasma volume) restarted operation after the assembly of a graphite heat shield and 10 inertially cooled island divertor modules. This paper reports on the results from the first high-performance plasma operation. Glow discharge conditioning and ECRH conditioning discharges in helium turned out to be important for density and edge radiation control. Plasma densities of 1-4.5 x 10(19) m(-3) with central electron temperatures 5-10 keV were routinely achieved with hydrogen gas fueling, frequently terminated by a radiative collapse. In a first stage, plasma densities up to 1.4 x 10(20) m(-3) were reached with hydrogen pellet injection and helium gas fueling. Here, the ions are indirectly heated, and at a central density of 8 . 10(19 )m(-3) a temperature of 3.4 keV with T-e/T-i = 1 was transiently accomplished, which corresponds to nT(i)(0)tau(E) = 6.4 x 10(19) keV s m(-3) with a peak diamagnetic energy of 1.1 MJ and volume-averaged normalized plasma pressure = 1.2%. The routine access to high plasma densities was opened with boronization of the first wall. After boronization, the oxygen impurity content was reduced by a factor of 10, the carbon impurity content by a factor of 5. The reduced (edge) plasma radiation level gives routinely access to higher densities without radiation collapse, e.g. well above 1 x 10(20) m(-2) line integrated density and T-e = T-i = 2 keV central temperatures at moderate ECRH power. Both X2 and O2 mode ECRH schemes were successfully applied. Core turbulence was measured with a phase contrast imaging diagnostic and suppression of turbulence during pellet injection was observed.
KW - stellarator
KW - divertor
KW - ECR heating
KW - NBI heating
KW - plasma performance
KW - turbulence
KW - impurities
KW - DENSITY LIMIT
KW - PHYSICS
KW - CONFINEMENT
KW - STELLARATOR
KW - SYSTEM
KW - W7-X
U2 - 10.1088/1741-4326/ab03a7
DO - 10.1088/1741-4326/ab03a7
M3 - Article
SN - 0029-5515
VL - 59
SP - 1
EP - 11
JO - Nuclear Fusion
JF - Nuclear Fusion
IS - 11
M1 - 112004
ER -