MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798314872796
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32039047
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aWeberski,  Justin  Daniel.
■24510▼aExploring  Performance  Scaling  Properties  of  Local  Helicity  Injection  Plasma  Startup  on  Pegasus-III
■260    ▼a[Sl]▼bThe  University  of  Wisconsin  -  Madison▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a191  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-11,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Diem,  Stephanie  J.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--The  University  of  Wisconsin  -  Madison,  2025.
■520    ▼aSolenoid-free  tokamak  startup  techniques  can  simplify  the  design  and  reduce  the  cost  of  tokamak-based  fusion  energy  systems.  The  newly  commissioned  Pegasus-III  spherical  tokamak  provides  a  dedicated  platform  for  developing  a  scalable  solenoid-free  startup  approach.  Local  helicity  injection  (LHI)  is  one  promising  technique  being  developed  on  Pegasus-III  which  uses  compact  edge  current  sources  to  drive  open  field  line  current  Iinj  which  is  redistributed  via  helicity-conserving  instabilities  and  subsequently  relaxes  to  a  tokamak-like  state  with  plasma  current  Ip  far  greater  than  Iinj.  Validated  predictive  models  are  needed  to  accurately  project  LHI  performance  on  Pegasus-III  and  beyond.  This  work  advances  this  goal  by  characterizing  the  scaling  of  a  fundamental  global  Ip  limit,  referred  to  as  the  Taylor  limit  ITL,  and  helicity  dissipation  during  LHI  discharges  in  the  expanded  operating  space  provided  by  Pegasus-III.  These  experiments  illustrate  that  increasing  the  Taylor  limit  leads  to  more  effective  utilization  of  the  available  helicity  input  and  higher  Ip  plasmas.  Further,  they  verify  the  expected  ITL∝(Iinj  BT  )1⁄2  scaling  holds  for  toroidal  field  BT  and  Iinj  up  to  0.3  T  on  axis  and  12  kA,  respectively.  Additionally,  data  from  different  injector  arrays  show  that  the  width  of  the  injector  aperture  directly  alters  ITL  and  can  be  leveraged  for  future  injector  design  optimization.  Discharges  over-driven  at  Ip=ITL  experienced  more  frequent  bursts  of  n=1  magnetic  activity  consistent  with  large  scale  reconnection  events.  These  reconnection  events  appear  to  drive  magnetic  relaxation  in  these  discharges  as  indicated  by  a  flattening  of  the  λ=μ0  J∥⁄|B|  profile,  where  J∥  is  the  parallel  current  density.  When  operating  with  IpITL,  the  Ip  is  dictated  by  the  balance  of  magnetic  helicity  input  and  dissipation.  Parametric  BT  and  density  scans  were  assessed  in  the  context  of  global  energy  confinement  models  to  characterize  the  scaling  of  helicity  dissipation  during  LHI.  Relatively  high  amounts  of  radiated  power  attributed  to  plasma-material  interactions  appear  to  be  dominating  the  power  balance  in  these  discharges  and  may  mask  the  behavior  of  the  underlying  energy  confinement  properties.  Still,  interpretive  analysis  with  an  extended  0-D  power  balance  model  suggests  that  the  experimental  trends  may  be  described  by  linear  ohmic  energy  confinement  scaling  estimates.
■590    ▼aSchool  code:  0262.
■650  4▼aPlasma  physics
■650  4▼aNuclear  physics
■650  4▼aApplied  physics
■653    ▼aFusion
■653    ▼aLocal  helicity  injection
■653    ▼aPegasus-III
■653    ▼aSolenoid-free  startup
■653    ▼aSpherical  tokamak
■653    ▼aTaylor  relaxation
■690    ▼a0759
■690    ▼a0756
■690    ▼a0215
■71020▼aThe  University  of  Wisconsin  -  Madison▼bNuclear  Engineering  &  Engineering  Physics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-11B.
■790    ▼a0262
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17357519▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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