Major results from the first plasma campaign of the Wendelstein 7-X stellarator

After completing the main construction phase of Wendelstein 7-X (W7-X) and successfully commissioning the device, first plasma operation started at the end of 2015. Integral commissioning of plasma start-up and operation using electron cyclotron resonance heating (ECRH) and an extensive set of plasma diagnostics have been completed, allowing initial physics studies during the first operational campaign. Both in helium and hydrogen, plasma breakdown was easily achieved. Gaining experience with plasma vessel conditioning, discharge lengths could be extended gradually. Eventually, discharges lasted up to 6 s, reaching an injected energy of 4 MJ, which is twice the limit originally agreed for the limiter configuration employed during the first operational campaign. At power levels of 4 MW central electron densities reached 3  ×  1019 m−3, central electron temperatures reached values of 7 keV and ion temperatures reached just above 2 keV. Important physics studies during this first operational phase include a first assessment of power balance and energy confinement, ECRH power deposition experiments, 2nd harmonic O-mode ECRH using multi-pass absorption, and current drive experiments using electron cyclotron current drive. As in many plasma discharges the electron temperature exceeds the ion temperature significantly, these plasmas are governed by core electron root confinement showing a strong positive electric field in the plasma centre.

Dirk Timmermann | Nengchao Wang | Robertas Alzbutas | John Jelonnek | Stefan Illy | Andrey Samartsev | Andreas Schlaich | Holger Niemann | N. A. Pablant | Felix Warmer | D. Loesser | J. W. Oosterbeek | P. Marek | Andreas Meier | J. Tretter | Torsten Bluhm | J. Krom | Georg Kühner | Jörg Schacht | U. Stridde | Manfred Zilker | M. Houry | D. Böckenhoff | M. Blatzheim | H. Hölbe | A. Werner | R. Vilbrandt | Gintautas Dundulis | Simppa Äkäslompolo | Bernardo B. Carvalho | Bruno Gonçalves | Gerd Gantenbein | Manfred Thumm | Roberto Guglielmo Citarella | Olaf Neubauer | M. Grahl | Christine Hennig | Anett Spring | Marek Scholz | Wolfgang Biel | Jean Boscary | O. Marchuk | Hiroshi Kasahara | S. Langish | B. Schweer | Boyd Blackwell | M. Krychowiak | A. Dinklage | P. Kornejew | G. Cseh | H. Braune | T. Szabolics | Sándor Zoletnik | Oliver Schmitz | D. Mellein | F. Purps | Walter Kasparek | U. Wenzel | Jan Skodzik | Jeremy Lore | H. Neilson | J.-M. Travere | V. Moncada | C. D. Beidler | Matt Landreman | M. Vervier | P. Aleynikov | S. Brezinsek | B. B. Carvalho | A. Czarnecka | P. Denner | P. Drewelow | F. Durodie | B. Geiger | C. Guerard | I. Ksiazek | Taina Kurki-Suonio | Sehyun Kwak | E. Pawelec | Fabio Pisano | M. Rack | S. Schmuck | M. Turnyanskiy | T. Wauters | K. Czerski | Barbara Cannas | Josef Preinhaelter | J. Ongena | B. Heinemann | Walter H. Fietz | John Howard | Jakub Urban | M. C. Zarnstorff | Arnold Lumsdaine | Venanzio Giannella | Christoph Biedermann | M. W. Jakubowski | R. König | R. Riedl | Felix Schauer | A. Krämer-Flecken | Thomas Klinger | M. Sibilia | A. Carls | B. Hein | Luis Vela Vela | O. P. Ford | J. Nührenberg | Ralf Kleiber | Axel Könies | C. Nührenberg | Joris Fellinger | H. Esteban | Ryo Yasuhara | S. Marsen | M. Endler | J. L. Terry | Riccardo Nocentini | L. Carraro | P. van Eeten | J. P. Kallmeyer | P. J. Heitzenroeder | N. Vianello | Per Helander | Z. Sulek | D. Birus | R. Koslowski | Sigitas Rimkevicius | H.-J. Hartfuß | R. Burhenn | T. Ilkei | Martin Nagel | L. Wegener | D. R. Mikkelsen | A. Czermak | B. Missal | H. Jenzsch | H. Frerichs | D. A. Maurer | Ch. Linsmeier | Samuel Lazerson | Donald A. Spong | Y. Turkin | A. A. Ivanov | Anatoly Panin | Matthias Otte | M. Garcia-Munoz | G. A. Wurden | Dmitry Moseev | J. Baldzuhn | G. G. Plunk | Detlev Reiter | Shinsuke Satake | V. Huber | H. Viebke | A. Goriaev | M. Banduch | T. Fornal | Monika Kubkowska | S. Jablonski | W. Figacz | Leszek Ryć | F. Cordella | E. Urbonavicius | J.-H. Feist | Andreas Zimbal | Suguru Masuzaki | K. Riße | Kian Rahbarnia | K. J. Brunner | S. Degenkolbe | M. Hirsch | W. Behr | B. Unterberg | H. Maaßberg | U. Höfel | G. Fuchert | I. Yamada | E. Pasch | A. Grosman | W. Leonhardt | K. Toi | D. Kinna | Grzegorz Gawlik | F. Wagner | D. A. Hartmann | Kunihiro Ogawa | A. Puig Sitjes | D. Pilopp | Victor Bykov | M. Borchardt | J. Riemann | B. Mendelevitch | C. Slaby | V. V. Lutsenko | Michael Drevlak | Victoria Winters | Sadayoshi Murakami | R. Brakel | T. Bräuer | P. Scholz | Laurie Stephey | Ya. I. Kolesnichenko | S. Pingel | Alessandro Zocco | H. Thomsen | T. Windisch | J. Geiger | T. Andreeva | J.-F. Lobsien | G. Satheeswaran | K. P. Hollfeld | Olaf Grulke | G. Czymek | P. Traverso | A. Cappa | Günter Dammertz | M. Lennartz | F. Wilde | R. Laube | Dirk Naujoks | A. Benndorf | N. Gierse | Jiawu Zhu | G. Pelka | Marek Barlak | Katsumi Ida | R. Munk | Dag Hathiramani | H. Grote | V. Borsuk | K. Rummel | Tamás Szepesi | Hayato Tsuchiya | R. Krampitz | T. Kaliatka | M. Losert | Sergey Bozhenkov | Mantas Povilaitis | David Gates | Ph. Mertens | U. Neuner | Horácio Fernandes | A. Rodatos | D. Höschen | B. Wiegel | Gábor Náfrádi | J. C. Schmitt | E. Ascasíbar | Seung Gyou Baek | A. Charl | José Luis Velasco | L. Rudischhauser | Peter Titus | M. Köppen | Jörg Weggen | Carsten Lechte | J. Zajac | Massimiliano Romé | S. Wolf | S. Obermayer | X. Han | G. Offermanns | T. Estrada | J. Harris | H. Yamada | G. Gantenbein | A. Meier | M. Thumm | W. Kasparek | C. Lechte | J. Svensson | R. König | S. Murakami | B. Cannas | M. Beurskens | H. Grote | B. Heinemann | D. Timmermann | D. Reiter | O. Schmitz | S. Brezinsek | R. Sakamoto | Y. Feng | S. Masuzaki | H. Kasahara | B. Peterson | I. Yamada | Á. Cappa | F. Castejón | F. Köchl | M. Zarnstorff | J. Ongena | M. Schneider | M. Nagel | J. Travere | T. Krings | S. Wadle | M. Landreman | T. Rummel | K. Risse | H. Viebke | S. Lazerson | T. Andreeva | T. Bräuer | V. Bykov | M. Endler | J. Fellinger | M. Köppen | F. Schauer | D. Gates | D. Hartmann | J. Howard | I. Calvo | A. Lumsdaine | Z. Sułek | C. Linsmeier | K. Ida | K. Toi | M. Yokoyama | B. Wiegel | F. Pisano | D. Spong | A. Dinklage | Y. Turkin | S. Bozhenkov | J. Geiger | G. Fuchert | H. Bosch | K. Rahbarnia | H. Thomsen | U. Neuner | T. Klinger | A. Langenberg | P. Kornejew | J. Knauer | M. Hirsch | N. Pablant | T. Pedersen | M. Otte | P. Helander | C. Biedermann | A. Reiman | J. Nührenberg | C. Nührenberg | D. Mikkelsen | M. Cole | C. Beidler | P. Xanthopoulos | H. Maassberg | M. Drevlak | R. Kleiber | J. Proll | R. Citarella | K. Czerski | J. M. Sánchez | H. Hartfuss | G. Wurden | A. Pavone | U. Höfel | S. Kwak | J. Jagielski | M. Barlak | G. Krzesinski | S. Illy | J. Jelonnek | G. Dammertz | W. Leonhardt | H. Laqua | A. Schlaich | H. Braune | B. Plaum | F. Purps | L. Lubyako | D. Moseev | T. Stange | I. Abramovic | S. Äkäslompolo | S. Marsen | A. Zeitler | F. Wagner | P. Denner | M. Rack | J. Weggen | M. Losert | A. Samartsev | T. Kobarg | T. Scherer | F. Wilde | R. Wolf | J. Baldzuhn | K. Brunner | P. Drewelow | Yu Gao | M. Jakubowski | H. Mora | E. Pasch | A. Sitjes | R. Burhenn | B. Buttenschön | B. Geiger | O. Grulke | H. Laqua | P. Aleynikov | K. Aleynikova | A. Ali | G. Anda | E. Ascasíbar | S. Baek | M. Banduch | T. Barbui | W. Behr | A. Benndorf | W. Biel | E. Blanco | M. Blatzheim | T. Bluhm | D. Böckenhoff | L. Böttger | M. Borchardt | V. Borsuk | J. Boscary | R. Brakel | H. Brand | A. Carls | L. Carraro | A. Charl | F. Chernyshev | M. Cianciosa | G. Claps | F. Cordella | G. Cseh | A. Czarnecka | M. Czerwiński | G. Czymek | S. Degenkolbe | P. Drews | F. Durodié | F. Effenberg | G. Ehrke | D. Ennis | H. Esteban | H. Fernandes | W. Fietz | W. Figacz | J. Fontdecaba | O. Ford | T. Fornal | H. Frerichs | A. Freund | T. Funaba | A. Gałkowski | V. Giannella | A. Gogoleva | B. Gonçalves | A. Goriaev | D. Gradic | M. Grahl | A. Grosman | M. Gruca | C. Guérard | X. Han | D. Hathiramani | B. Hein | S. Henneberg | K. Hollfeld | A. Hölting | D. Höschen | M. Houry | X. Huang | M. Huber | H. Hunger | T. Ilkei | B. Israeli | S. Jabłoński | H. Jenzsch | J. Kacmarczyk | J. Kallmeyer | U. Kamionka | N. Kenmochi | M. Knaup | A. Könies | F. Köster | R. Krampitz | A. Krämer-Flecken | N. Krawczyk | T. Kremeyer | J. Krom | M. Krychowiak | I. Książek | M. Kubkowska | G. Kühner | T. Kurki-Suonio | R. Lang | S. Langish | R. Laube | Y. Liang | J.-F. Lobsien | D. Loesser | A. Lorenz | A. Lücke | V. Lutsenko | O. Marchuk | M. Marushchenko | P. McNeely | D. Mellein | B. Mendelevitch | P. Mertens | B. Missal | J. Mittelstaedt | A. Mollén | V. Moncada | T. Mönnich | G. Náfrádi | D. Naujoks | H. Neilson | O. Neubauer | T. Ngo | H. Niemann | R. Nocentini | S. Obermayer | G. Offermanns | J. Oosterbeek | G. Orozco | N. Panadero | D. Papenfuß | S. Paqay | E. Pawelec | G. Pełka | V. Perseo | D. Pilopp | S. Pingel | M. Puiatti | S. Récsei | F. Remppel | S. Renard | J. Riemann | H. Röhlinger | M. Romé | P. Rong | B. Roth | L. Rudischhauser | K. Rummel | A. Runov | N. Rust | L. Ryć | S. Ryosuke | F. Sano | J. Schacht | G. Satheeswaran | G. Schlisio | K. Schlüter | H. Schmitz | S. Schmuck | W. Schneider | R. Schrittwieser | M. Schröder | H. Schumacher | B. Schweer | B. Shanahan | M. Sibilia | P. Sinha | S. Sipliä | W. Spiess | A. Spring | L. Stephey | U. Stridde | V. Szabo | T. Szabolics | T. Szepesi | Z. Szökefalvi-nagy | J. Thomas | P. Traverso | J. Tretter | H. Tsuchiya | T. Tsujimura | S. Tulipán | B. Unterberg | I. Vakulchyk | S. Valet | L. Vela | J. Velasco | M. Vergote | M. Vervier | N. Vianello | R. Vilbrandt | E. Wang | F. Warmer | T. Wauters | L. Wegener | Y. Wei | J. Wendorf | U. Wenzel | A. Werner | T. Windisch | V. Winters | S. Wolf | A. Wright | R. Yasuhara | D. Zhang | M. Zilker | S. Zoletnik | M. Zuin | M. Scholz | T. Estrada | C. Hidalgo | K. McCarthy | C. Surko | J. Danielson | M. Stoneking | A. Czermak | S. Satake | B. Standley | J. Wołowski | R. Alzbutas | A. Panin | G. Gawlik | P. Scholz | N. Tamura | J. Preinhaelter | J. Urban | J. Terry | D. Kinna | Shaocheng Liu | V. Huber | M. Garcia-Muñoz | Yasuhiro Suzuki | K. Ogawa | A. Zimbal | A. Khilchenko | A. Terra | Nengchao Wang | Håkan Smith | X. Peng | J. Regaña | M. Turnyanskiy | C. Brandt | T. Kaliatka | S. Rimkevicius | Ł. Ciupiński | P. Marek | P. Titus | Burkhard Plaum | M. J. Cole | Matteo Zuin | Y. Feng | R. Stadler | J. P. Knauer | N. Rust | Heinrich Laqua | Byron J. Peterson | R. Schroeder | Jiawu Zhu | J. H. Harris | F. Köchl | Y. Liang | T. Stange | P. Xanthopoulos | Jakob Svensson | P. McNeely | Ivan Calvo | Yasuhiro Suzuki | M. Yokoyama | A. Lorenz | T. Rummel | M. N. A. Beurskens | J. Wolowski | G. Kocsis | C. Hidalgo | Roman Schrittwieser | G. Ehrke | G. Plunk | H. Yamada | R. C. Wolf | R. Schroeder | P. Heitzenroeder | Y. Kolesnichenko | H. Hölbe | B. Blackwell | A. Ivanov | G. Weir | A. Zocco | D. Zhang | M. Knaup | Jacek Jagielski | P. Rong | H. Brand | Ł. Ciupiński | A. Freund | T. Funaba | A. Galkowski | J. García Regaña | L. Haiduk | H. Hunger | J. Kacmarczyk | U. Kamionka | M. Keunecke | J. Koshurinov | G. Krzesinski | L. V. Lubyako | T. Mönnich | T. Morizaki | F. Musielok | X. Peng | S. Récsei | S. Renard | H.-J. Roscher | A. Runov | H. Schmitz | M. Schröder | H. Schumacher | I. V. Shikhovtsev | V. Szabó | Z. Szökefalvi-Nagy | S. Tulipán | S. Valet | J. Wendorf | E. Winkler | T. Sunn Pedersen | T. A. Scherer | G. Claps | Shaocheng Liu | Wolf-Dieter Schneider | Yu Gao | Hans-Stephan Bosch | D. A. Ennis | K. Aleynikova | G. Anda | E. Blanco | J M Fontdecaba | K. J. McCarthy | A. de la Peña | J. H. E. Proll | M. E. Puiatti | J. Schmitt | J. Lore | Fumimichi Sano | Håkan Smith | Han Zhang | H. P. Laqua | F. Castejón | M. Czerwinski | T. Barbui | Mark Cianciosa | Florian Effenberg | Ben Israeli | Naoki Kenmochi | Andreas Langenberg | Andrea Pavone | M. Cole | N. Krawczyk | J. P. Thomas | B. Buttenschön | María Sánchez | M. Mardenfeld | R. Koziol | A. Reiman | H. Trimino Mora | V. Perseo | M. Cole | M. Gruca | K. H. Schlüter | R. Sakamoto | N. Tamura | D. Gradic | E. Wang | Y. Wei | M. Dostal | Alexis Terra | D. Maurer | A. Zeitler | L. Rodriguez | B. Standley | B. Shanahan | Th. Krings | A. Ali | A. Alonso | M. Marushchenko | G. Schlisio | G. M. Weir | I. Abramovic | J. Assmann | K. Baumann | O. Bertuch | P. Bolgert | L.-G. Böttger | Ch. Brandt | B. Brünner | F. V. Chernyshev | A. da Molin | A. da Silva | J. Danielson | D. P. Dhard | Ph. Drews | A Dudek | E. Erckmann | N. Fahrenkamp | M. Führer | A. Gogoleva | Jonathan T. Green | F. Harberts | S. A. Henneberg | J. M. Hernández Sánchez | A. Hölting | X. Huang | Martina Huber | P. Junghans | R. Karalevicius | A. Khilchenko | Th. Kobarg | F. Köster | Michael Kramer | P. Kraszewsk | T. Kremeyer | R. Lang | L. Lewerentz | J. Loizu Cisquella | A. Lücke | J. Majano-Brown | S. Massidda | O. Mishchenko | J. Mittelstaedt | T. Mizuuchi | Albert Mollén | T. Ngo | G. Orozco | L. Pacios Rodriguez | W. Pan | N. Panadero | N. Panadero Alvarez | Daniel Papenfuß | S. Paqay | A. Pieper | F. Remppel | H. Röhlinger | B. Roth | S. Ryosuke | M. Schneider | T. Schröder | P. Sinha | S. Sipliä | W. Spiess | M. R. Stoneking | C. Surko | C. P. von Thun | Toru Tsujimura | I. Vakulchyk | B. van Millingen | M. Vergote | A. Vorkörper | Simone Wadle | A. Wright | J. Feist | M. Keunecke | Han Zhang | G. Dundulis | R. Karalevičius | R. Riedl | R. Munk | J. Zajac | N. Gierse | I. Shikhovtsev | M. Povilaitis | R. Koslowski | P. Eeten | A. Dudek | G. Kocsis | M. Mardenfeld | M. Dostal | M. Lennartz | J. Assmann | T. Schröder | C. Slaby | E. Winkler | D. Birus | P. Bolgert | N. Fahrenkamp | C. Hennig | J. L. Cisquella | S. Massidda | N. P. Alvarez | R. Stadler | J. Skodzik | T. Mizuuchi | A. Silva | W. Pan | K. Baumann | L. Haiduk | J. Koshurinov | T. Morizaki | F. Musielok | A. Rodatos | H. Roscher | M. Sánchez | E. Urbonavicius | O. Bertuch | M. Kramer | L. Lewerentz | A. Cappa | A. Alonso | B. Brünner | A. Molin | A. Peña | É. Erckmann | M. Führer | J. Green | F. Harberts | P. Junghans | R. Koziol | P. Kraszewsk | J. Majano-Brown | O. Mishchenko | A. Pieper | C. Thun | B. V. Millingen | A. Vorkörper | J. Lobsien | J. Cisquella | N. Alvarez

[1]  H. P. Laqua,et al.  Final integration, commissioning and start of the Wendelstein 7-X stellarator operation , 2017 .

[2]  Y. Corre,et al.  First results from protective ECRH diagnostics for Wendelstein 7-X , 2017 .

[3]  R. König,et al.  Confinement in Wendelstein 7-X limiter plasmas , 2017 .

[4]  J. Svensson,et al.  Power Balance Analysis of Wendelstein 7-X Plasmas Using Profile Diagnostics , 2016 .

[5]  R. König,et al.  Enhancement of W7-X Performance by Symmetrization of Limiter Loads with Error Field Correction Coils , 2016 .

[6]  J. Svensson,et al.  Investigation of Initial Plasma Parameters on the Wendelstein 7-X Stellarator Using the X-ray Imaging Crystal Spectrometer , 2016 .

[7]  U. Höfel,et al.  Performance of ECR heating during the first operational phase of W7-X , 2016 .

[8]  J. Harris,et al.  Core Confinement in Wendelstein 7X Limiter Plasmas , 2016 .

[9]  R. Wolf,et al.  First measurement on electron heat transport by heatwaves in the core plasma of Wendelstein 7-X , 2016 .

[10]  J. Svensson,et al.  Commissioning of the magnetic diagnostics during the first operation phase at Wendelstein 7-X , 2016 .

[11]  A. Dinklage,et al.  Wall Conditioning by ECRH and GDC at the Wendelstein 7-X Stellarator , 2016 .

[12]  J. Svensson,et al.  Investigation of the Radiative Power Loss in the Limiter Plasmas of W7-X , 2016 .

[13]  R. Wolf,et al.  A New Dispersion Interferometer for the Stellarator Wendelstein 7-X , 2016 .

[14]  M. Hirsch,et al.  Plasma Start-up and Wall Conditioning with ECRH in Wendelstein 7-X , 2015 .