In this paper we show how changes in toroidal rotation, by controlling the injected torque, affect particle transport and confinement. The toroidal rotation is altered using the co- and counter neutral beam injection (NBI) in low collisionality H-mode plasmas on DIII-D (Luxon 2002 Nucl. Fusion42 614) with dominant electron cyclotron heating (ECH). We find that there is no correlation between the toroidal rotation shear and the inverse density gradient, which is observed on AUG when is varied using ECH (Angioni et al 2011 Phys. Rev. Lett. 107 215003). In DIII-D, we find that in a discharge with balanced torque injection, the shear is smaller than the linear gyrokinetic growth rate for small for –0.85. This results in lower particle confinement. In the co- and counter- injected discharges the shear is larger or close to the linear growth rate at the plasma edge and both configurations have higher particle confinement. In order to measure particle transport, we use a small periodic perturbative gas puff. This gas puff perturbs the density profiles and allows us to extract the perturbed diffusion and inward pinch coefficients. We observe a strong increase in the inward particle pinch in the counter-torque injected plasma. Finally, the calculated quasi-linear particle flux, nor the linear growth rates using TGLF (Staebler et al 2005 Phys. Plasmas12 102508) agree with experimental observations.
本論文では、トロイダル回転の変化が、印加トルクを制御することにより、粒子輸送と閉じ込めにどのように影響するかを示す。トロイダル回転は、DIII-D（Luxon 2002 Nucl. Fusion 42 614）における低衝突度Hモードプラズマ中で、電子サイクロトロン加熱（ECH）が支配的な条件下において、同方向および逆方向の中性粒子ビーム入射（NBI）を用いて変化させた。その結果、トロイダル回転シアと逆密度勾配の間には相関がないことがわかった。これは、ECHを用いて を変化させたAUG（Angioni et al 2011 Phys. Rev. Lett. 107 215003）で観測されたものとは対照的である。DIII-Dでは、バランスの取れたトルク入射の放電において、 が小さい場合、 に対する線形ジャイロ運動論的成長率よりも シアが小さいことがわかった。これにより、粒子閉じ込めが低下する。同方向および逆方向入射の放電では、 が–0.85の場合、プラズマ端部において シアは線形成長率と同等かそれ以上となり、両方の配位で粒子閉じ込めが向上する。粒子輸送を測定するため、小さな周期的なガスパフ摂動を用いた。このガスパフは密度分布を摂動させ、摂動拡散係数と内向き対流速度を抽出することを可能にする。その結果、逆方向トルク入射プラズマにおいて内向き粒子対流が強く増加することが観測された。最後に、TGLF（Staebler et al 2005 Phys. Plasmas 12 102508）を用いて計算された準線形粒子フラックスも線形成長率も、実験観測と一致しないことが示された。