Magnetic islands strongly influence cross-field electron transport in magnetized plasmas. In particular, bifurcations of the island topology modify the number and location of O-points, X-points, and separatrix boundaries, thereby altering diffusion pathways. In recent DIII-D experiments, external magnetic perturbations were used to rotate and periodically bifurcate the island on the q = 2 surface, causing a switchback between a -dominated structure and a narrower -dominated structure. To investigate how this topological change affects electron transport, we employ the field line tracing code TRIP3D with an implemented collisional operator. Thermal, tracer electrons launched from O-points, X-points, and outside separatrix boundaries reveal distinct diffusion regimes, including classical, subdiffusive, and superdiffusive behavior, depending on both the dominant island mode and launch location. These results suggest that island bifurcation can alter electron diffusion across rational surfaces, with direct implications for particle confinement. While the present work emphasizes diffusion as a general framework, the findings provide insight into the conditions under which electron trapping into an island or stochastization of the island’s separatrix can enable additional mechanisms, such as the generation of energetic electrons.
磁気島は磁化プラズマ中の磁場横断電子輸送に強く影響を与える。特に、島トポロジーの分岐はO点、X点、セパラトリックス境界の数と位置を変更し、それによって拡散経路を変化させる。最近のDIII-D実験では、外部磁気摂動を用いてq=2面上の島を回転させ、周期的に分岐させ、-支配的な構造と、より狭い-支配的な構造との間のスイッチバックを引き起こした。このトポロジー変化が電子輸送にどのように影響するかを調べるために、衝突演算子を実装した磁力線追跡コードTRIP3Dを用いる。O点、X点、およびセパラトリックス境界の外側から放出された熱的トレーサ電子は、支配的な島モードと放出位置の両方に依存して、古典的、亜拡散的、超拡散的挙動を含む明確な拡散レジームを示す。これらの結果は、島の分岐が有理面上の電子拡散を変化させ得ることを示唆しており、粒子閉じ込めに直接的な意味を持つ。本研究は一般的な枠組みとしての拡散に重点を置いているが、これらの知見は、島内への電子捕捉または島のセパラトリックスのストカスティック化が、高エネルギー電子の生成などの追加のメカニズムを可能にする条件についての洞察を提供する。