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Rotation and transport in Alcator C-Mod ITB plasmas

C.L. Fiore, J.E. Rice, Y. Podpaly, I.O. Bespamyatnov, W.L. Rowan, J.W. Hughes, M. Reinke2010年被引用 17Nuclear FusionIF 3出版社

Internal transport barriers (ITBs) are seen under a number of conditions in Alcator C-Mod plasmas. Most typically, radio frequency power in the ion cyclotron range of frequencies (ICRFs) is injected with the second harmonic of the resonant frequency for minority hydrogen ions positioned off-axis at r/a > 0.5 to initiate the ITBs. They can also arise spontaneously in ohmic H-mode plasmas. These ITBs typically persist tens of energy confinement times until the plasma terminates in radiative collapse or a disruption occurs. All C-Mod core barriers exhibit strongly peaked density and pressure profiles, static or peaking temperature profiles, peaking impurity density profiles and thermal transport coefficients that approach neoclassical values in the core. The strongly co-current intrinsic central plasma rotation that is observed following the H-mode transition has a profile that is peaked in the centre of the plasma and decreases towards the edge if the ICRF power deposition is in the plasma centre. When the ICRF resonance is placed off-axis, the rotation develops a well in the core region. The central rotation continues to decrease as long as the central density peaks when an ITB develops. This rotation profile is flat in the centre (0 < r/a < 0.4) but rises steeply in the region where the foot in the ITB density profile is observed (0.5 < r/a < 0.7). A correspondingly strong E × B shear is seen at the location of the ITB foot that is sufficiently large to stabilize ion temperature gradient instabilities that dominate transport in C-Mod high density plasmas.

日本語訳

内部輸送障壁(ITB)は、Alcator C-Modプラズマにおいて様々な条件下で観測される。最も典型的には、イオンサイクロトロン周波数帯域(ICRF)の高周波電力が、r/a > 0.5 のオフアクシス位置に配置された少数水素イオンの第二高調波で入射され、ITBが形成される。また、オーミックHモードプラズマにおいて自発的に発生することもある。これらのITBは、典型的には数十のエネルギー閉じ込め時間にわたって持続し、その後プラズマは放射崩壊またはディスラプションによって終了する。すべてのC-Modコア障壁は、強くピークした密度・圧力分布、静的またはピークした温度分布、ピークした不純物密度分布、およびコア領域で新古典論的値に近づく熱輸送係数を示す。Hモード遷移後に観測される強くコプラズマ電流方向の固有中心プラズマ回転は、ICRF電力堆積がプラズマ中心にある場合、中心でピークし端部に向かって減少する分布を持つ。ICRF共鳴がオフアクシスに配置されると、回転はコア領域で窪みを形成する。中心回転は、ITBが形成される際に中心密度がピークする限り減少し続ける。この回転分布は、中心部(0 < r/a < 0.4)では平坦であるが、ITB密度分布の裾野が観測される領域(0.5 < r/a < 0.7)では急峻に上昇する。対応する強いE × BシアがITB裾野の位置で見られ、これはC-Mod高密度プラズマの輸送を支配するイオン温度勾配不安定性を安定化するのに十分な大きさである。

装置

alcator-c-mod高精度(タイトル一致)

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AlcatorC-ModInternal transport barrier
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