Overview of first Wendelstein 7-X high-performance operation

Nuclear Fushion

article

E. Pawelec¹  T.S. Pedersen²  G. Pelka⁴  V. Perseo²  B. Peterson⁵  D. Pilopp²  S. Pingel²  F. Pisano⁶  B. Plaum⁷  G. Plunk²  P. Pölöskei²  M. Porkolab⁸  J. Proll⁹  M.-E. Puiatti^1,10  A. Puig Sitjes²  F. Purps²  M. Rack^1,11  S. Récsei^1,12  A. Reiman^1,13  F. Reimold²  D. Reiter^1,11  F. Remppel⁷  S. Renard^1,14  R. Riedl²  J. Riemann²  K. Risse²  V. Rohde²  H. Röhlinger⁷  M. Romé^1,10  D. Rondeshagen²  P. Rong²  B. Roth⁷  L. Rudischhauser²  K. Rummel²  T. Rummel²  A. Runov²  T. Klinger²  T. Andreeva²  S. Bozhenkov²  C. Brandt²  R. Burhenn²  B. Buttenschön²  G. Fuchert²  B. Geiger²  O. Grulke²  H.P. Laqua²  N. Pablant^1,13  K. Rahbarnia²  T. Stange²  A. von Stechow²  N. Tamura⁵  H. Thomsen²  Y. Turkin²  T. Wegner²  I. Abramovic²  S. Äkäslompolo²  J. Alcuson²  P. Aleynikov²  K. Aleynikova²  A. Ali²  A. Alonso^1,16  G. Anda^1,12  E. Ascasibar^1,16  J.P. Bähner²  S.G. Baek⁸  M. Balden²  J. Baldzuhn²  M. Banduch²  T. Barbui^1,17  W. Behr^1,11  C. Beidler²  A. Benndorf²  C. Biedermann²  W. Biel^1,11  B. Blackwell^1,18  E. Blanco^1,16  M. Blatzheim²  S. Ballinger⁸  T. Bluhm²  D. Böckenhoff²  B. Böswirth²  L.-G. Böttger²  M. Borchardt²  V. Borsuk^1,11  J. Boscary²  H.-S. Bosch²  M. Beurskens²  R. Brakel²  H. Brand⁹  T. Bräuer²  H. Braune²  S. Brezinsek^1,11  K.-J. Brunner²  R. Bussiahn²  V. Bykov²  J. Cai^1,11  I. Calvo^1,16  B. Cannas⁶  A. Cappa^1,16  A. Carls²  D. Carralero^1,16  L. Carraro^1,19  B. Carvalho^2,20  F. Castejon^1,16  A. Charl^1,11  N. Chaudhary²  D. Chauvin^1,14  F. Chernyshev^2,21  M. Cianciosa^2,22  R. Citarella^2,23  G. Claps^2,24  J. Coenen^1,11  M. Cole²  M.J. Cole^2,22  F. Cordella^2,24  G. Cseh^1,12  A. Czarnecka⁴  K. Czerski^2,25  M. Czerwinski²  G. Czymek^1,11  A. da Molin^2,26  A. da Silva^1,14  H. Damm²  A. de la Pena^1,16  S. Degenkolbe²  C.P. Dhard²  M. Dibon²  A. Dinklage²  T. Dittmar^1,11  M. Drevlak²  P. Drewelow²  P. Drews^1,11  F. Durodie^2,27  E. Edlund⁸  P. van Eeten²  F. Effenberg^1,17  G. Ehrke²  S. Elgeti²  M. Endler²  D. Ennis^2,28  H. Esteban^1,16  T. Estrada^1,16  J. Fellinger²  Y. Feng²  E. Flom^1,17  H. Fernandes^1,14  W.H. Fietz^2,29  W. Figacz⁴  J. Fontdecaba^1,16  O. Ford²  T. Fornal⁴  H. Frerichs²  A. Freund^1,11  T. Funaba⁵  A. Galkowski⁴  G. Gantenbein^2,29  Y. Gao^1,11  J. García Regaña^1,16  D. Gates^1,13  J. Geiger²  V. Giannella^2,23  A. Gogoleva^3,30  B. Goncalves^1,14  A. Goriaev^2,27  D. Gradic²  M. Grahl²  J. Green^1,17  H. Greuner²  A. Grosman^1,14  H. Grote²  M. Gruca⁴  C. Guerard^1,16  P. Hacker²  X. Han^1,11  J.H. Harris^2,22  D. Hartmann²  D. Hathiramani²  B. Hein²  B. Heinemann²  P. Helander²  S. Henneberg²  M. Henkel^1,11  J. Hernandez Sanchez^1,16  C. Hidalgo^1,16  M. Hirsch²  K.P. Hollfeld^1,11  U. Höfel²  A. Hölting²  D. Höschen^1,11  M. Houry^1,14  J. Howard⁹  X. Huang⁵  Z. Huang²  M. Hubeny^1,11  M. Huber^2,29  H. Hunger^2,29  K. Ida⁵  T. Ilkei^1,12  S. Illy^2,29  B. Israeli^1,13  S. Jablonski⁴  M. Jakubowski²  J. Jelonnek^2,29  H. Jenzsch²  T. Jesche⁷  M. Jia^1,11  P. Junghanns²  J. Kacmarczyk⁴  J.-P. Kallmeyer²  U. Kamionka²  H. Kasahara⁵  W. Kasparek⁷  Y.O. Kazakov^2,27  N. Kenmochi⁵  C. Killer²  A. Kirschner^1,11  R. Kleiber²  J. Knauer²  M. Knaup^1,11  A. Knieps^1,11  T. Kobarg^2,29  G. Kocsis^1,12  F. Köchl^3,31  Y. Kolesnichenko^3,32  A. Könies²  R. König²  P. Kornejew²  J.-P. Koschinsky²  F. Köster^3,33  M. Krämer⁷  R. Krampitz²  A. Krämer-Flecken^1,11  N. Krawczyk⁴  T. Kremeyer^1,17  J. Krom²  M. Krychowiak²  I. Ksiazek¹  M. Kubkowska⁴  G. Kühner²  T. Kurki-Suonio^3,34  P.A. Kurz²  S. Kwak²  M. Landreman^3,35  P. Lang²  R. Lang^2,29  A. Langenberg²  S. Langish^1,13  H. Laqua²  R. Laube²  S. Lazerson^1,13  C. Lechte⁷  M. Lennartz^1,11  W. Leonhardt^2,29  C. Li²  Y. Li^1,11  Y. Liang^1,11  C. Linsmeier^1,11  S. Liu^1,11  J.-F. Lobsien²  D. Loesser^1,16  J. Loizu Cisquella²  J. Lore^2,22  A. Lorenz²  M. Losert^2,29  A. Lücke  A. Lumsdaine^2,22  V. Lutsenko^3,32  H. Maaßberg²  O. Marchuk^1,11  J.H. Matthew^1,18  S. Marsen²  M. Marushchenko²  S. Masuzaki⁵  D. Maurer^2,28  M. Mayer²  K. McCarthy^1,16  P. McNeely²  A. Meier^2,29  D. Mellein^2,29  B. Mendelevitch²  P. Mertens^1,11  D. Mikkelsen^1,13  A. Mishchenko²  B. Missal²  J. Mittelstaedt^1,13  T. Mizuuchi  A. Mollen²  V. Moncada^1,14  T. Mönnich²  T. Morisaki⁵  D. Moseev²  S. Murakami  G. Náfrádi^1,12  M. Nagel²  D. Naujoks²  H. Neilson^1,13  R. Neu²  O. Neubauer^1,11  U. Neuner²  T. Ngo^1,14  D. Nicolai^1,11  S.K. Nielsen^1,15  H. Niemann²  T. Nishizawa²  R. Nocentini²  C. Nührenberg²  J. Nührenberg²  S. Obermayer²  G. Offermanns^1,11  K. Ogawa⁵  J. Ölmanns^1,11  J. Ongena^2,27  J.W. Oosterbeek²  G. Orozco²  M. Otte²  L. Pacios Rodriguez^1,16  N. Panadero²  N. Panadero Alvarez^1,16  D. Papenfuß^2,29  S. Paqay⁹  E. Pasch²  A. Pavone²  N. Rust²  L. Ryc⁴  S. Ryosuke⁵  R. Sakamoto⁵  M. Salewski^1,15  A. Samartsev^2,29  E. Sanchez^1,16  F. Sano^3,36  S. Satake⁵  J. Schacht²  G. Satheeswaran^1,11  F. Schauer²  T. Scherer^2,29  J. Schilling²  A. Schlaich^2,29  G. Schlisio²  F. Schluck^1,11  K.-H. Schlüter⁷  J. Schmitt^2,28  H. Schmitz^1,11  O. Schmitz²  S. Schmuck^3,37  M. Schneider²  W. Schneider²  P. Scholz²  R. Schrittwieser^3,31  M. Schröder²  T. Schröder²  R. Schroeder²  H. Schumacher^3,38  B. Schweer^2,27  E. Scott²  S. Sereda^1,11  B. Shanahan²  M. Sibilia^1,13  P. Sinha²  S. Sipliä^3,34  C. Slaby²  M. Sleczka^2,25  H. Smith²  W. Spiess^2,29  D.A. Spong^2,22  A. Spring²  R. Stadler²  M. Stejner^1,15  L. Stephey^1,17  U. Stridde²  C. Suzuki⁵  J. Svensson²  V. Szabó^1,12  T. Szabolics^1,12  T. Szepesi^1,12  Z. Szökefalvi-Nagy^1,12  A. Tancetti^1,15  J. Terry⁸  J. Thomas^1,11  M. Thumm^2,29  J.M. Travere^1,14  P. Traverso^2,28  J. Tretter²  H. Trimino Mora²  H. Tsuchiya⁵  T. Tsujimura⁵  S. Tulipán^1,12  B. Unterberg^1,11  I. Vakulchyk²  S. Valet²  L. Vano^1,12  B. van Milligen^1,16  A.J. van Vuuren²  L. Vela^3,30  J.-L. Velasco^1,16  M. Vergote^2,27  M. Vervier^2,27  N. Vianello^1,19  H. Viebke²  R. Vilbrandt²  A. Vorköper²  S. Wadle^2,29  F. Wagner²  E. Wang^1,11  N. Wang^1,11  Z. Wang²  F. Warmer²  T. Wauters^2,27  L. Wegener²  J. Weggen^2,29  Y. Wei^1,11  G. Weir²  J. Wendorf²  U. Wenzel²  A. Werner²  A. White⁸  B. Wiegel⁸  F. Wilde²  T. Windisch²  M. Winkler²  A. Winter²  V. Winters^1,17  S. Wolf⁷  R.C. Wolf²  A. Wright^1,18  G. Wurden^3,39  P. Xanthopoulos²  H. Yamada⁵  I. Yamada⁵  R. Yasuhara⁵  M. Yokoyama⁵  M. Zanini²  M. Zarnstorff^1,13  A. Zeitler⁷  D. Zhang²  H. Zhang^1,16  J. Zhu²  M. Zilker²  A. Zocco²  S. Zoletnik^1,12  M. Zuin⁹ 

[1] University of Opole;Max-Planck Institute for Plasma Physics;Greifswald University;Institute of Plasma Physics and Laser Microfusion;National Institute for Fusion Science;University of Cagliary, Via Universita;Institute for Surface Process Engineering and Plasma Technology, University of Stuttgart;Massachusetts Institute of Technology;Eindhoven University of Technology;Istituto di Fisica del Plasma Piero Caldirola;Research Center Jülich GmbH, Institute for Energy and Climate Research Plasma Physics;Wigner Research Centre for Physics;Princeton Plasma Physics Laboratory, 100 Stellarator Rd, Princeton;CEA Cadarache;Technical University of Denmark;CIEMAT;University of Wisconsin Madison, Engineering Drive;The Australian National University;Consorzio RFX;Instituto de Plasmas e Fusao Nuclear;Ioffe Physical-Technical Institute of the Russian Academy of Sciences;Oak Ridge National Laboratory;University of Salerno;ENEA Centro Ricerche Frascati;University of Szczecin;University of Milano-Bicocca;Royal Military Academy;Auburn University;Karlsruhe Institute of Technology;Universidad Carlos III de Madrid, Av. de la Universidad;Austrian Academy of Science;Institute for Nuclear Research;Technical University of Berlin;Aalto University;University of Maryland, Paint Branch Drive, College Park;Kyoto University;Culham Centre for Fusion Energy;Physikalisch Technische Bundesanstalt;Los Alamos National Laboratory

关键词: stellarator;    divertor;    ECR heating;    NBI heating;    plasma performance;    turbulence;    impurities;   

DOI  :  10.1088/1741-4326/ab03a7

来源: Institute of Physics Publishing Ltd.

【 摘 要 】

The optimized superconducting stellarator device Wendelstein 7-X (with major radius, minor radius, and 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 with central electron temperatures were routinely achieved with hydrogen gas fueling, frequently terminated by a radiative collapse. In a first stage, plasma densities up to were reached with hydrogen pellet injection and helium gas fueling. Here, the ions are indirectly heated, and at a central density of a temperature of with was transiently accomplished, which corresponds to with a peak diamagnetic energy of and volume-averaged normalized plasma pressure. 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 line integrated density and 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.

【 授权许可】

Unknown