In low density Ohmic heated tokamak plasmas a fast increase of the central electron temperature is regularly observed in response to a drop at the edge produced by the cold pulse of an impurity ablation. This observation has challenged the physical understanding and the theory-based local transport modelling for several decades. Recent experimental results in C-Mod and related modelling (Rodriguez-Fernandez et al 2018 Phys. Rev. Lett. 120 075001) have for the first time provided an explanation for this phenomenology, which results from the stabilization of trapped electron mode turbulence caused by the sudden flattening of the electron density profile as a consequence of the impurity ablation. Starting from this breakthrough result, recent cold pulse experiments in ASDEX Upgrade produced by laser ablation of carbon in deuterium plasmas demonstrate that the fast increase of the central electron temperature is only observed in the presence of dominant electron heating, whereas no fast increase is observed in dominantly ion heated plasmas, even at the same low density. The measured fast flattening of the density profile is shown to be large enough to produce a strong stabilization of the trapped electron mode turbulence in the case where the electron temperature largely exceeds the ion temperature, allowing the fast increase of the central electron temperature, consistent with the C-Mod modelling results. In contrast, it produces a destabilization of the electron temperature gradient modes when the electron and ion temperatures are closer, preventing the increase of the central electron temperature. Finally, modelling which also includes the dynamical evolution of the density profile with a local theory-based transport model shows that the impurity penetration transiently modifies the local turbulence causing a fast penetration of the particles, which explains the observation of a very fast flattening of the electron density profile. By this, the complex density and temperature behaviours in response to a cold pulse are demonstrated to be fully explained by multi-channel interactions within a local model.
低密度のオーミック加熱トカマクプラズマにおいて、不純物アブレーションの冷たいパルスによって引き起こされる周辺部での低下に応答して、中心電子温度の急速な上昇がしばしば観測される。この観測は、数十年にわたり物理的理解と理論に基づく局所輸送モデリングに挑戦してきた。C-Modでの最近の実験結果と関連するモデリング（Rodriguez-Fernandez et al 2018 Phys. Rev. Lett. 120 075001）は、この現象論に対する説明を初めて提供した。これは、不純物アブレーションの結果としての電子密度分布の突然の平坦化によって引き起こされる捕捉電子モード乱流の安定化に起因する。この画期的な結果から出発して、ASDEX Upgradeにおける重水素プラズマ中での炭素のレーザーアブレーションによって生成された冷たいパルスを用いた最近の実験は、中心電子温度の急速な上昇が支配的な電子加熱の存在下でのみ観測されることを実証しており、同じ低密度であっても支配的にイオン加熱されたプラズマでは急速な上昇は観測されない。測定された密度分布の急速な平坦化は、電子温度がイオン温度を大きく上回る場合に捕捉電子モード乱流の強い安定化を生み出すのに十分大きいことが示され、中心電子温度の急速な上昇を可能にしており、C-Modのモデリング結果と一致する。対照的に、電子温度とイオン温度がより近い場合には、電子温度勾配モードの不安定化を生み出し、中心電子温度の上昇を妨げる。最後に、局所理論ベース輸送モデルを用いた密度分布の動的発展も含むモデリングは、不純物の浸透が一時的に局所乱流を変化させ、粒子の急速な浸透を引き起こすことを示しており、これが電子密度分布の非常に急速な平坦化の観測を説明する。これにより、冷たいパルスに応答する複雑な密度と温度の挙動は、局所モデル内の多チャンネル相互作用によって完全に説明されることが実証される。