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Accès ouvert déclaré 2025 article

Impact of nitrogen molecular breakup on divertor conditions in JET L-mode plasmas using SOLPS-ITER

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Rattachement africain : fi, be, de, us, gb. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

SOLPS-ITER simulations of nitrogen-seeded, low-confinement mode plasmas in the Joint European Torus (JET) predict that the electron temperature in the low-field side (LFS) divertor leg is reduced locally by up to an order of magnitude when nitrogen is assumed to recycle as molecules (N 2 ) instead of atoms using a fixed nitrogen injection rate. The LFS divertor temperature reduction under the assumption of molecular recycling occurs due to a three-step mechanism: (1) the plasma penetration of nitrogen atoms is increased due to the strong triple bond of the N 2 molecule and the kinetic energy release in the dissociation event, both mechanisms contributing equally, (2) the abundance of (particularly multiply-charged) nitrogen ions in the divertor is increased and (3) the electron temperature is reduced due to the increase in radiation (by up to a factor of 4) from nitrogen ions. Setting the volume-integrated nitrogen radiated power to a constant value (0.6 MW) instead of the nitrogen injection rate, SOLPS-ITER predicts under the molecular nitrogen recycling assumption that the peak line-integrated N II, N III and N IV intensities in the LFS divertor are approximately within 15%, 35% and 5%, respectively, of the reference atomic nitrogen recycling case. The predicted peak N II, N III and N IV intensities under either assumption are within 30%, 65% and 5%, respectively, of measurements using the vertically viewing mirror-link divertor spectrometer (Meigs et al., 2010) in nitrogen-seeded JET L-mode plasmas (Lomanowski et al., 2019). ERO2.0 simulations using a constant nitrogen seeding rate on static background plasma solutions from EDGE2D-EIRENE (previously presented in Mäenpää et al., (2022), revised here to include fast reflections) predict that N II to N IV line emission is increased by 20% to 30% when nitrogen is assumed to recycle as molecules, demonstrating the importance of considering the effect of molecular dissociation reactions on the divertor plasma in a self-consistent manner. • Nitrogen molecular dissociation model included SOLPS-ITER JET L-mode simulations. • Nitrogen molecular recycling increases power radiated by nitrogen ions by up to 4x. • N 2 triple bond and kinetic energy release explain nitrogen radiation increase.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Impact of nitrogen molecular breakup on divertor conditions in JET L-mode plasmas using SOLPS-ITER
Date Crossref
01/06/2025
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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