托卡马克平衡计算不确定性量化研究

发表在《Nuclear Fusion》上的研究成果探讨了实验输入中的测量误差如何影响托卡马克平衡计算的准确性。

等离子体平衡重建是托卡马克运行的基础，它支持等离子体控制、稳定性评估和诊断数据解释，但输入参数的不确定性会降低这些计算的可靠性。

在这项工作中，研究人员绘制了诊断不确定性如何转化为关键Grad-Shafranov平衡参数变化的关系图，并表明可靠的重建要求核心输入（如磁场探头测量和环向磁场）保持在定义的精度范围内。

他们报告称，提高中平面位置测量和X点位置数据的精度可以进一步改善自由边界平衡重建的质量。

分析表明，不同等离子体区域对输入不确定性的响应各不相同，核心q剖面受环向场和初始等离子体电流影响最大，而边缘q剖面则对X点和外中平面位置高度敏感。

等离子体形状精度也受这些边界相关测量不确定性的影响，这些不确定性会影响分界面和相关几何特征的重建质量。

研究团队发现，环向磁场在中平面附近表现出强敏感性，在那里小的输入误差可能导致重建场产生相对较大的变化，而其他区域的不确定性影响较小。

全局参数如beta和等离子体体积主要受中平面位置和电流相关输入的影响，将全局等离子体性能指标与特定诊断精度要求联系起来。

研究进一步表明，磁轴位置受X点和击点坐标不确定性的影响，强调了在先进托卡马克运行场景中需要精确的边界和偏滤器测量。

"我们的研究为改进诊断设置和提高等离子体控制策略的鲁棒性提供了有用的参考，"刘教授补充道。

研究报告：实验先进超导托卡马克(EAST)上自由边界G-S等离子体平衡计算的不确定性量化

摘要