Impurity toroidal rotation has been observed in the centre of Alcator C-Mod ion cyclotron range of frequencies (ICRF) heated plasmas, from the Doppler shifts of argon X ray lines. Rotation velocities greater than 1.2 × 107 cm/s (ω = 200 krad/s) in the co-current direction have been observed in H mode discharges that had no direct momentum input. There is a correlation between the increase in the central impurity rotation velocity and the increase in the plasma stored energy (confinement enhancement), induced by ICRF heating, although other factors may be at play. The toroidal rotation velocity is highest near the magnetic axis, and decreases with increasing minor radius. A radial electric field of 300 V/cm at r/a = 0.3 has been inferred from the force balance equation. The direction of the rotation changes when the plasma current direction is reversed, remaining co-current. Impurity toroidal rotation in ICRF heated plasmas is in the direction opposite to the rotation in ohmic L mode plasmas; co-current rotation has also been observed during purely ohmic H modes. When the ICRF heating is turned off, the toroidal rotation decays with a characteristic time of order 50 ms, similar to the energy confinement time, and much shorter than the calculated neoclassical momentum damping time.
アルカトルC-Modのイオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱プラズマの中心部において、アルゴンX線のドップラーシフトから不純物のトロイダル回転が観測された。直接の運動量入力がないHモード放電において、コ電流方向への回転速度が1.2×10^7 cm/s(ω = 200 krad/s)を超えることが観測された。ICRF加熱によって誘起された中心部の不純物回転速度の増加とプラズマ蓄積エネルギーの増加(閉じ込め改善)との間には相関関係があるが、他の要因が関与している可能性もある。トロイダル回転速度は磁気軸付近で最も高く、小半径の増加とともに減少する。r/a = 0.3における動径電場は、力平衡式から300 V/cmと推定された。プラズマ電流方向を反転させると回転方向は変化し、コ電流方向のままである。ICRF加熱プラズマにおける不純物のトロイダル回転は、オーミックLモードプラズマにおける回転とは逆方向である。純オーミックHモード中にもコ電流方向の回転が観測されている。ICRF加熱を停止すると、トロイダル回転は特徴的な時定数約50 msで減衰するが、これはエネルギー閉じ込め時間と同程度であり、計算された新古典運動量減衰時間よりもはるかに短い。