Efficient generation of energetic ions in multi-ion plasmas by radio-frequency heating

O. Kazakov 1 J. Ongena 1 E. Lerche 1 M. Mantsinen 2 D. Van eester 1 V. Kiptily 3 Y. Li M. Nocente 4 F. Nabais 5 M. Nave R. Bilato Ph. Jacquet 3 T. Johnson M. Lennholm T. Loarer 6 S. Sharapov 3 D. Valcarcel M. Van Schoor H. Weisen 7 S. Marmar S. Baek H. Barnard P. Bonoli D. Brunner 8 J. Candy J. Canik M. Churchill I. Cziegler G. Dekow L. Delgado-Aparicio 9 A. Diallo 10 E. Edlund P. Ennever I. Faust C. Fiore Chi Gao T. Golfinopoulos M. Green S. Hartwig 11 C. Holland E. Hubbard W. Hughes I. Hutchinson J. Irby B. Labombard Yijun Jun B. Lipschultz 12 A. Loarte 13 R. Mumgaard R. Park 14 M. Porkolab M. Reinke E. Rice S. Scott S. Shiraiwa 15 P. Snyder B. Sorbom D. Terry J. Terry C. Theiler R. Vieira R. Walk M. Wallace A. White D. Whyte S. Wolfe M. Wright 16 J. Wright 17 S. Wukitch P. Xu S. Abduallev M. Abhangi P. Abreu M. Afzal M. Aggarwal T. Ahlgren J. Ahn L. Aho-Mantila 18 N. Aiba M. Airila 19 R. Albanese 20 V. Aldred D. Alegre E. Alessi P. Aleynikov A. Alfier A. Alkseev M. Allinson B. Alper 3 E. Alves 5 G. Ambrosino 21 R. Ambrosino L. Amicucci V. Amosov E. Sundén M. Angelone M. Anghel C. Angioni 22 L. Appel C. Appelbee P. Arena 23 M. Ariola 21 H. Arnichand S. Arshad A. Ash N. Ashikawa 24 V. Aslanyan 25 O. Asunta F. Auriemma Y. Austin L. Avotina M. Axton C. Ayres M. Bacharis A. Baciero D. Baião S. Bailey 26 A. Baker 27 I. Balboa 3 M. Balden N. Balshaw R. Bament W. Banks Y. Baranov M. Barnard D. Barnes 28 M. Barnes R. Barnsley 29 A. Wiechec L. Orte M. Baruzzo 30 V. Basiuk 6 M. Bassan R. Bastow A. Batista P. Batistoni R. Baughan B. Bauvir L. Baylor B. Bazylev 31 J. Béal 32 S. Beaumont 33 M. Beckers B. Beckett 29 A. Bécoulet 6 N. Bekris M. Beldishevski K. Bell F. Belli M. Bellinger E. Belonohy 34 N. Ayed 35 A. Benterman H. Bergsåker J. Bernardo M. Bernert M. Berry L. Bertalot 36 C. Besliu M. Beurskens 3 B. Bieg J. Bielecki 37 T. Biewer M. Bigi P. Bílková F. Binda A. Bisoffi S. Bizarro C. Björkas J. Blackburn K. Blackman 38 R. Blackman P. Blanchard 39 P. Blatchford V. Bobkov 22 A. Boboc 40 G. Bodnár O. Bogar I. Bolshakova 41 T. Bolzonella N. Bonanomi F. Bonelli J. Boom 22 J. Booth D. Borba D. Borodin I. Borodkina 42 A. Botrugno C. Bottereau 6 P. Boulting C. Bourdelle 6 M. Bowden C. Bower C. Bowman T. Boyce C. Boyd J. Boyer M. Bradshaw V. Braic R. Bravanec B. Breizman S. Bremond D. Brennan S. Breton A. Brett S. Brezinsek 43 M. Bright M. Brix 3 W. Broeckx M. Brombin A. Brosławski D. Brown M. Brown 26 E. Bruno J. Bucalossi 6 J. Buch J. Buchanan M. Buckley 44 R. Budny H. Bufferand 6 M. Bulman N. Bulmer P. Bunting P. Buratti A. Burckhart A. Buscarino A. Busse K. Butler I. Bykov 45 J. Byrne 46 P. Cahyna 47 G. Calabrò 48 I. Calvo Y. Camenen 49 P. Camp D. Campling J. Cane B. Cannas A. Capel J. Card A. Cardinali P. Carman M. Carr 50 D. Carralero L. Carraro 51 B. Carvalho I. Carvalho P. Carvalho F. Casson 52 C. Castaldo N. Catarino J. Caumont F. Causa R. Cavazzana K. Cave-Ayland M. Cavinato M. Cecconello S. Ceccuzzi E. Cecil A. Cenedese 53 R. Cesario D. Challis M. Chandler 54 D. Chandra S. Chang A. Chankin I. Chapman S. Chapman M. Chernyshova 55 G. Chitarin G. Ciraolo 6 D. Ciric J. Citrin 56 F. Clairet 6 E. Clark M. Clark R. Clarkson D. Clatworthy C. Clements M. Cleverly J. Coad A. Coates 57 A. Cobalt V. Coccorese V. Cocilovo S. Coda R. Coelho W. Coenen I. Coffey 58 L. Colas 59 S. Collins 60 D. Conka S. Conroy N. Conway D. Coombs D. Cooper 61 S. Cooper C. Corradino Y. Corre 6 G. Corrigan 3 S. Cortes D. Coster 22 S. Couchman M. Cox 62 T. Craciunescu S. Cramp R. Craven F. Crisanti 63 G. Croci D. Croft K. Crombé 64 R. Crowe N. Cruz G. Cseh A. Cufar A. Cullen M. Curuia A. Czarnecka 55 H. Dabirikhah P. Dalgliesh S. Dalley J. Dankowski D. Darrow O. Davies W. Davis C. Day I. Day M. De Bock A. De Castro E. De La Cal E. Luna 65 G. Masi J. De Pablos G. De Temmerman 66 G. De Tommasi 67 P. De Vries 68 K. Deakin J. Deane F. Agostini 69 R. Dejarnac 70 E. Delabie 68 N. Den Harder 56 R. Dendy 71 J. Denis 72 P. Denner S. Devaux 73 P. Devynck 74 F. Maio A. Siena 75 C. Troia P. Dinca 76 R. D’inca 22 B. Ding T. Dittmar 6 H. Doerk R. Doerner T. Donné S. Dorling S. Dormido-Canto S. Doswon D. Douai T. Doyle A. Drenik P. Drewelow 22 P. Drews Ph. Duckworth R. Dumont 6 P. Dumortier D. Dunai M. Dunne 77 I. Ďuran F. Durodié P. Dutta B. Duval R. Dux K. Dylst N. Dzysiuk V. Edappala J. Edmond M. Edwards J. Edwards Th. Eich A. Ekedahl 6 R. El-Jorf C. Elsmore M. Enachescu G. Ericsson F. Eriksson J. Eriksson 78 L. Eriksson B. Esposito S. Esquembri G. Esser D. Estève 6 B. Evans E. Evans G. Evison D. Ewart D. Fagan M. Faitsch D. Falie A. Fanni A. Fasoli M. Faustin N. Fawlk L. Fazendeiro N. Fedorczak 6 R. Felton 3 K. Fenton A. Fernades H. Fernandes J. Ferreira A. Fessey O. Février O. Ficker A. Field S. Fietz A. Figueiredo J. Figueiredo 79 A. Fil P. Finburg M. Firdaouss 6 U. Fischer L. Fittill M. Fitzgerald 80 D. Flammini J. Flanagan 3 C. Fleming K. Flinders N. Fonnesu M. Fontdecaba A. Formisano L. Forsythe L. Fortuna 81 E. Fortuna-Zalesna M. Fortune 82 S. Foster T. Franke T. Franklin M. Frasca L. Frassinetti 83 M. Freisinger R. Fresa D. Frigione V. Fuchs D. Fuller S. Futatani J. Fyvie K. Gál D. Galassi 84 K. Gałązka J. Galdon-Quiroga J. Gallagher 85 D. Gallart R. Galvão X. Gao Y. Gao 86 J. Garcia 87 A. Garcia-Carrasco M. García-Muñoz J. Gardarein 88 L. Garzotti 3 P. Gaudio E. Gauthier 6 F. Gear S. Gee B. Geiger 89 M. Gelfusa S. Gerasimov 3 G. Gervasini M. Gethins Z. Ghani M. Ghate M. Gherendi J. Giacalone 6 L. Giacomelli S. Gibson T. Giegerich C. Gil 6 L. Gil S. Gilligan D. Gin 90 E. Giovannozzi J. Girardo C. Giroud 3 G. Giruzzi 91 S. Glöggler J. Godwin J. Goff 92 P. Gohil V. Goloborod’ko R. Gomes B. Gonçalves M. Goniche 6 M. Goodliffe A. Goodyear 3 G. Gorini M. Gosk R. Goulding A. Goussarov R. Gowland B. Graham E. Graham J. Graves N. Grazier P. Grazier R. Green H. Greuner B. Grierson S. Griph C. Grisolia D. Grist M. Groth 19 R. Grove C. Grundy J. Grzonka D. Guard C. Guérard C. Guillemaut 6 R. Guirlet 93 C. Gurl H. Utoh J. Hackett S. Hacquin 6 A. Hagar R. Hager A. Hakola M. Halitovs S. Hall 94 S. Cook C. Hamlyn-Harris K. Hammond C. Harrington J. Harrison D. Harting 3 F. Hasenbeck Y. Hatano 95 R. Hatch V. Haupt J. Hawes C. Hawkes J. Hawkins P. Hawkins W. Haydon N. Hayter S. Hazel J. Heesterman K. Heinola C. Hellesen 96 T. Hellsten W. Helou 6 N. Hemming C. Hender M. Henderson S. Henderson R. Henriques D. Hepple G. Hermon P. Hertout 6
Abstract : We describe a new technique for the efficient generation of high-energy ions with electromagnetic ion cyclotron waves in multi-ion plasmas. The discussed ‘three-ion’ scenarios are especially suited for strong wave absorption by a very low number of resonant ions. To observe this effect, the plasma composition has to be properly adjusted, as prescribed by theory. We demonstrate the potential of the method on the world-largest plasma magnetic confinement device, JET (Joint European Torus, Culham, UK), and the high-magnetic-field tokamak Alcator C-Mod (Cambridge, USA). The obtained results demonstrate efficient acceleration of $^3$He ions to high energies in dedicated hydrogen–deuterium mixtures. Simultaneously, effective plasma heating is observed, as a result of the slowing-down of the fast $^3$He ions. The developed technique is not only limited to laboratory plasmas, but can also be applied to explain observations of energetic ions in space-plasma environments, in particular, $^3$He-rich solar flares.
Type de document :
Article dans une revue
Nature Physics, Nature Publishing Group, 2017, 13, pp.973-978. 〈10.1038/NPHYS4167〉
Liste complète des métadonnées

https://hal-cea.archives-ouvertes.fr/cea-01898634
Contributeur : Bruno Savelli <>
Soumis le : jeudi 18 octobre 2018 - 16:10:08
Dernière modification le : vendredi 4 janvier 2019 - 17:32:50

Lien texte intégral

Identifiants

Citation

O. Kazakov, J. Ongena, E. Lerche, M. Mantsinen, D. Van eester, et al.. Efficient generation of energetic ions in multi-ion plasmas by radio-frequency heating. Nature Physics, Nature Publishing Group, 2017, 13, pp.973-978. 〈10.1038/NPHYS4167〉. 〈cea-01898634〉

Partager

Métriques

Consultations de la notice

251