MS
M. Shimada
Author with expertise in Plasma Physics and Fusion
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
3
(0% Open Access)
Cited by:
2,242
h-index:
40
/
i10-index:
107
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Chapter 3: MHD stability, operational limits and disruptions

T. Hender et al.Jun 1, 2007
Progress in the area of MHD stability and disruptions, since the publication of the 1999 ITER Physics Basis document (1999 Nucl. Fusion 39 2137–2664), is reviewed. Recent theoretical and experimental research has made important advances in both understanding and control of MHD stability in tokamak plasmas. Sawteeth are anticipated in the ITER baseline ELMy H-mode scenario, but the tools exist to avoid or control them through localized current drive or fast ion generation. Active control of other MHD instabilities will most likely be also required in ITER. Extrapolation from existing experiments indicates that stabilization of neoclassical tearing modes by highly localized feedback-controlled current drive should be possible in ITER. Resistive wall modes are a key issue for advanced scenarios, but again, existing experiments indicate that these modes can be stabilized by a combination of plasma rotation and direct feedback control with non-axisymmetric coils. Reduction of error fields is a requirement for avoiding non-rotating magnetic island formation and for maintaining plasma rotation to help stabilize resistive wall modes. Recent experiments have shown the feasibility of reducing error fields to an acceptable level by means of non-axisymmetric coils, possibly controlled by feedback. The MHD stability limits associated with advanced scenarios are becoming well understood theoretically, and can be extended by tailoring of the pressure and current density profiles as well as by other techniques mentioned here. There have been significant advances also in the control of disruptions, most notably by injection of massive quantities of gas, leading to reduced halo current fractions and a larger fraction of the total thermal and magnetic energy dissipated by radiation. These advances in disruption control are supported by the development of means to predict impending disruption, most notably using neural networks. In addition to these advances in means to control or ameliorate the consequences of MHD instabilities, there has been significant progress in improving physics understanding and modelling. This progress has been in areas including the mechanisms governing NTM growth and seeding, in understanding the damping controlling RWM stability and in modelling RWM feedback schemes. For disruptions there has been continued progress on the instability mechanisms that underlie various classes of disruption, on the detailed modelling of halo currents and forces and in refining predictions of quench rates and disruption power loads. Overall the studies reviewed in this chapter demonstrate that MHD instabilities can be controlled, avoided or ameliorated to the extent that they should not compromise ITER operation, though they will necessarily impose a range of constraints.
0

Chapter 1: Overview and summary

M. Shimada et al.Jun 1, 2007
The 'Progress in the ITER Physics Basis' (PIPB) document is an update of the 'ITER Physics Basis' (IPB), which was published in 1999 [1]. The IPB provided methodologies for projecting the performance of burning plasmas, developed largely through coordinated experimental, modelling and theoretical activities carried out on today's large tokamaks (ITER Physics R&D). In the IPB, projections for ITER (1998 Design) were also presented. The IPB also pointed out some outstanding issues. These issues have been addressed by the Participant Teams of ITER (the European Union, Japan, Russia and the USA), for which International Tokamak Physics Activities (ITPA) provided a forum of scientists, focusing on open issues pointed out in the IPB. The new methodologies of projection and control are applied to ITER, which was redesigned under revised technical objectives. These analyses suggest that the achievement of Q > 10 in the inductive operation is feasible. Further, improved confinement and beta observed with low shear (= high βp = 'hybrid') operation scenarios, if achieved in ITER, could provide attractive scenarios with high Q (> 10), long pulse (>1000 s) operation with beta 
0

Characteristics of type I ELM energy and particle losses in existing devices and their extrapolation to ITER

A. Loarte et al.Aug 20, 2003
Analysis of Type I ELMs from ongoing experiments shows that ELM energy losses are correlated with the density and temperature of the pedestal plasma before the ELM crash. The Type I ELM plasma energy loss normalized to the pedestal energy is found to correlate across experiments with the collisionality of the pedestal plasma (ν*ped), decreasing with increasing ν*ped. Other parameters affect the ELM size, such as the edge magnetic shear, etc, which influence the plasma volume affected by the ELMs. ELM particle losses are influenced by this ELM affected volume and are weakly dependent on other pedestal plasma parameters. In JET and DIII-D, under some conditions, ELMs can be observed (`minimum' Type I ELMs with energy losses acceptable for ITER), that do not affect the plasma temperature. The duration of the divertor ELM power pulse is correlated with the typical ion transport time from the pedestal to the divertor target (τ||Front = 2πRq95/cs,ped) and not with the duration of the ELM-associated MHD activity. Similarly, the timescale of ELM particle fluxes is also determined by τ||Front. The extrapolation of the present experimental results to ITER is summarized.
0
Paper
Citation504
0
Save