1. A power-balance model of the density limit in fusion plasmas: application to the L-mode tokamak
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Zanca, P., Sattin, F., Escande, D. F., Abduallev, S., Abhangi, M., Abreu, P., Afzal, M., Aggarwal, K. M., Ahlgren, T., Ahn, J. H., Aho-Mantila, L., Aiba, N., Airila, M., Albanese, R., Aldred, V., Alegre, D., Alessi, E., Aleynikov, P., Alfier, A., Alkseev, A., Allinson, M., Alper, B., Alves, E., Ambrosino, G., Ambrosino, R., Amicucci, L., Amosov, V., Sunden, E. Andersson, Angelone, M., Anghel, M., Angioni, C., Appel, L., Appelbee, C., Arena, P., Ariola, M., Arnichand, H., Arshad, S., Ash, A., Ashikawa, N., Aslanyan, V., Asunta, O., Auriemma, F., Austin, Y., Avotina, L., Axton, M. D., Ayres, C., Bacharis, M., Baciero, A., Baiao, D., Bailey, S., Baker, A., Balboa, I., Balden, M., Balshaw, N., Bament, R., Banks, J. W., Baranov, Y. F., Barnard, M. A., Barnes, D., Barnes, M., Barnsley, R., Wiechec, A. Baron, Orte, L. Barrera, Baruzzo, M., Basiuk, V., Bassan, M., Bastow, R., Batista, A., Batistoni, P., Baughan, R., Bauvir, B., Baylor, L., Bazylev, B., Beal, J., Beaumont, P. 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A., Horacek, J., Hornung, G., Horton, A. R., Horton, L. D., Horvath, L., Hotchin, S. P., Hough, M. R., Howarth, P. J., Hubbard, A., Huber, A., Huber, V., Huddleston, T. M., Hughes, M., Huijsmans, G. T. A., Hunter, C. L., Huynh, P., Hynes, A. M., Iglesias, D., Imazawa, N., Imbeaux, F., Imrisek, M., Incelli, M., Innocente, P., Irishkin, M., Ivanova-Stanik, I., Jachmich, S., Jacobsen, A. S., Jacquet, P., Jansons, J., Jardin, A., Jarvinen, A., Jaulmes, F., Jednorog, S., Jenkins, I., Jeong, C., Jepu, I., Joffrin, E., Johnson, R., Johnson, T., Johnston, Jane, Joita, L., Jones, G., Jones, T. T. C., Hoshino, K. K., Kallenbach, A., Kamiya, K., Kaniewski, J., Kantor, A., Kappatou, A., Karhunen, J., Karkinsky, D., Karnowska, I., Kaufman, M., Kaveney, G., Kazakov, Y., Kazantzidis, V., Keeling, D. L., Keenan, T., Keep, J., Kempenaars, M., Kennedy, C., Kenny, D., Kent, J., Kent, O. N., Khilkevich, E., Kim, H. T., Kim, H. S., Kinch, A., King, C., King, D., King, R. F., Kinna, D. 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A., Marshal, R., Martin, A., Martin, Y., Martin de Aguilera, A., Martinez, F. J., Martin-Solis, J. R., Martynova, Y., Maruyama, S., Masiello, A., Maslov, M., Matejcik, S., Mattei, M., Matthews, G. F., Maviglia, F., Mayer, M., Mayoral, M. L., May-Smith, T., Mazon, D., Mazzotta, C., McAdams, R., McCarthy, P. J., McClements, K. G., McCormack, O., McCullen, P. A., McDonald, D., McIntosh, S., McKean, R., McKehon, J., Meadows, R. C., Meakins, A., Medina, F., Medland, M., Medley, S., Meigh, S., Meigs, A. G., Meisl, G., Meitner, S., Meneses, L., Menmuir, S., Mergia, K., Merrigan, I. R., Mertens, Ph., Meshchaninov, S., Messiaen, A., Meyer, H., Mianowski, S., Michling, R., Middleton-Gear, D., Miettunen, J., Militello, F., Militello-Asp, E., Miloshevsky, G., Mink, F., Minucci, S., Miyoshi, Y., Mlynar, J., Molina, D., Monakhov, I., Moneti, M., Mooney, R., Moradi, S., Mordijck, S., Moreira, L., Moreno, R., Moro, F., Morris, A. 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Vallejos, Valovic, M., Van De Mortel, M., Van Eester, D., Van Renterghem, W., van Rooij, G. J., Varje, J., Varoutis, S., Vartanian, S., Vasava, K., Vasilopoulou, T., Vega, J., Verdoolaege, G., Verhoeven, R., Verona, C., Rinati, G. Verona, Veshchev, E., Vianello, N., Vicente, J., Viezzer, E., Villari, S., Villone, F., Vincenzi, P., Vinyar, I., Viola, B., Vitins, A., Vizvary, Z., Vlad, M., Voitsekhovitch, I., Vondracek, P., Vora, N., Vu, T., Pires de Sa, W. W., Wakeling, B., Waldon, C. W. F., Walkden, N., Walker, M., Walker, R., Walsh, M., Wang, E., Wang, N., Warder, S., Warren, R. J., Waterhouse, J., Watkins, N. W., Watts, C., Wauters, T., Weckmann, A., Weiland, J., Weisen, H., Weiszflog, M., Wellstood, C., West, A. T., Wheatley, M. R., Whetham, S., Whitehead, A. M., Whitehead, B. D., Widdowson, A. M., Wiesen, S., Wilkinson, J., Williams, J., Williams, M., Wilson, A. R., Wilson, D. J., Wilson, H. R., Wilson, J., Wischmeier, M., Withenshaw, G., Withycombe, A., Witts, D. M., Wood, D., Wood, R., Woodley, C., Wray, S., Wright, J., Wright, J. C., Wu, J., Wukitch, S., Wynn, A., Xu, T., Yadikin, D., Yanling, W., Yao, L., Yavorskij, V., Yoo, M. G., Young, C., Young, D., Young, I. D., Young, R., Zacks, J., Zagorski, R., Zaitsev, F. S., Zanino, R., Zarins, A., Zastrow, K. D., Zerbini, M., Zhang, W., Zhou, Y., Zilli, E., Zoita, V., Zoletnik, S., Zychor, I., and Faculdade de Engenharia
- Subjects
Nuclear and High Energy Physics ,Física [Ciências exactas e naturais] ,Tokamak ,Radiation ,01 natural sciences ,7. Clean energy ,010305 fluids & plasmas ,law.invention ,Física, Física ,Physical sciences [Natural sciences] ,magnetohydrodynamics ,transport ,radiation ,CONFINEMENT ,OPERATION ,Physics::Plasma Physics ,Power Balance ,law ,Impurity ,0103 physical sciences ,010306 general physics ,Physics, Physical sciences ,Physics ,Reversed field pinch ,Mode (statistics) ,Condensed Matter Physics ,Computational physics ,operation ,confinement ,Magnetohydrodynamics ,Stellarator - Abstract
A power-balance model, with radiation losses from impurities and neutrals, gives a unified description of the density limit (DL) of the stellarator, the L-mode tokamak, and the reversed field pinch (RFP). The model predicts a Sudo-like scaling for the stellarator, a Greenwald- like scaling, alpha I-p(8/9), for the RFP and the ohmic tokamak, a mixed scaling, alpha (PIp4/9)-I-4/9, for the additionally heated L-mode tokamak. In a previous paper (Zanca et al 2017 Nucl. Fusion 57 056010) the model was compared with ohmic tokamak, RFP and stellarator experiments. Here, we address the issue of the DL dependence on heating power in the L-mode tokamak. Experimental data from high-density disrupted L-mode discharges performed at JET, as well as in other machines, arc taken as a term of comparison. The model fits the observed maximum densities better than the pure Greenwald limit.
- Published
- 2019