MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798291547229
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32238487
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aAlbosta,  Ryan.
■24510▼aSimultaneous  Measurement  of  the  Pedestal  Magnetic  Pitch  and  Toroidal  Velocity  at  ELM-Relevant  Timescales  via  a  Novel  Dual-MSE/CER  Spectrometer  During  Type-1  ELMs  at  DIII-D
■260    ▼a[Sl]▼bThe  University  of  Wisconsin  -  Madison▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a155  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-02,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Geiger,  Benedikt.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--The  University  of  Wisconsin  -  Madison,  2025.
■520    ▼aFusion  power  represents  a  unique  opportunity  to  meet  the  world's  growing  energy  needs  without  exacerbating  climate  change  via  clean,  carbon-free  power  generation  from  readily  available  hydrogen  and  lithium  isotopes.  One  of  the  most  promising  approaches  for  achieving  selfsustained  fusion  is  by  magnetically  confining  high  temperature  plasmas  in  so  called  tokamak  devices,  operated  in  the  H-mode  regime.  This  involves  a  doughnut  shaped  plasma  with  a  self-generated  barrier  just  inside  its  outer  layer  which  keeps  the  heat  and  particles  from  leaving  the  confined  region.  However,  this  layer,  deemed  the  "pedestal",  is  not  fully  understood.  The  goal  of  this  thesis  is  to  shed  new  light  on  the  sub-millisecond  dynamics  occurring  in  the  pedestal  by  developing  a  new  diagnostic  for  the  measurement  of  two  key  pedestal  parameters:  the  local  magnetic  field  and  the  toroidal  plasma  rotation  velocity.To  that  end,  two  novel  single-channel  Czerny-Turner  spectrometers  (1)  have  been  deployed  at  the  DIII-D  tokamak  for  simultaneous  and  co-located  measurements  of  the  full  spectrally  resolved  Motional  Stark  Effect  (MSE)  Split  Deuterium  Beam  Emission  and  the  Carbon  CVI  charge  exchange  emission  at  high  spectral  (∆λ  =  0.13  nm)  and  temporal  resolution  (1-5  kHz).  High  throughput  optics  (f/#=2.8)  allow  for  good  signal-to-noise  at  high  time  resolution  using  fast  EMCCD  detectors.  Initial  results  from  our  2024  DIII-D  H-mode  experiment  show  clear  toroidal  rotation  collapse  during  ELM  crashes  from  the  CER  channels,  accompanied  by  Sigma/Pi  ratio  changes  over  a  similar  timescale  from  the  MSE  channels.  Non-equilibrium  neutral  beam  excited  state  populations  appear  to  play  a  large  role  in  pedestal  MSE  line  ratios,  as  qualitatively  predicted  by  the  NOMAD  quantum  collisional  model.  Complex  neutral  beam  physics  have  also  been  observed  in  beam-into-gas  calibrations,  and  for  the  first  time  have  been  fully  reproduced  with  a  physics  forward  model,  revealing  a  continuum  of  beam  energies  that  further  complicate  the  MSE  spectrum.  Taking  all  of  these  factors  into  consideration:  simultaneous  measurements  of  the  magnetic  pitch,  local  neutral  beam  non-equilibrium  populations,  and  toroidal  rotation  velocity  have  been  obtained  for  H-mode  plasmas  within  the  pedestal  during  type-1  ELMs  at  5  kHz.  Rotation  and  magnetic  pitch  changes  seem  to  evolve  on  a  similar  timescale,  agreeing  qualitatively  with  recent  nonlinear  simulation  work  (2).  The  development  of  this  technique,  as  well  as  the  data  produced  by  this  thesis,  will  contribute  towards  future  diagnosis  and  understanding  of  the  formation  and  behavior  of  the  H-mode  pedestal.  This  will  allow  for  better  predictive  modeling  of  future  fusion  power  plants,  and  will  also  improve  our  ability  to  develop  more  advanced  confinement  regimes  which  have  the  potential  to  reduce  the  size  and  cost  of  fusion  reactors  moving  forward.
■590    ▼aSchool  code:  0262.
■650  4▼aPlasma  physics
■650  4▼aNuclear  physics
■650  4▼aPhysics
■653    ▼aCharge  Exchange  Recombination
■653    ▼aDiagnostic
■653    ▼aDIII-D  tokamak
■653    ▼aEdge-Localized  Modes
■653    ▼aFusion
■653    ▼aMotional  Stark  Effect
■690    ▼a0759
■690    ▼a0756
■690    ▼a0605
■71020▼aThe  University  of  Wisconsin  -  Madison▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-02B.
■790    ▼a0262
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359466▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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