This paper presents turbulence investigations in the scrape-off layer (SOL) of ASDEX Upgrade in ohmic, L-mode and H-mode discharges using electrostatic and electromagnetic probes. Detailed studies are performed on small scale turbulence and on ELM filaments. Simultaneous measurements of floating and plasma potential fluctuations revealed significant differences between these quantities. Large errors can occur when the electric field is extracted from floating potential measurements, even in ohmic discharges. Turbulence studies in ohmic plasmas show the existence of density holes inside the separatrix and blobs outside. Close to the separatrix a reversal of the poloidal blob propagation velocity occurs. Investigations on the Reynolds stress in the scrape-off layer (SOL) show its importance for the momentum transport in L-mode while its impact for momentum transport during ELMs in H-mode is rather small. In the far SOL the electron density and temperature were measured during type-I ELMy H-mode at ASDEX Upgrade resolving ELM filaments. Strong density peaks and temperatures of several 10 eV were detected during the ELM events. Additional investigations on the ions in ELM filaments by a retarding field analyser indicate ion temperatures of 50–80 eV. ELMs also expel current concentrated in filaments into the SOL. Furthermore, discharges with small ELMs were studied. In N2 seeded discharges the type-I ELM frequency rises and the ELM duration decreases. For discharges with small type-II ELMs the mean turbulent radial particle flux is increased over the mean particle flux in type-I ELM discharges at otherwise similar plasma parameters.
本論文は、ASDEX Upgradeにおけるオーミック放電、Lモード放電、Hモード放電のスクレイプオフ層（SOL）における乱流の研究を、静電プローブと磁気プローブを用いて行ったものである。小規模乱流とELMフィラメントについて詳細な研究が実施された。浮遊電位とプラズマ電位の変動の同時測定により、これらの間に有意な差異があることが明らかになった。オーミック放電においても、浮遊電位測定から電場を導出する際には大きな誤差が生じ得る。オーミックプラズマにおける乱流研究は、セパラトリックス内側の密度ホールと外側のブロブの存在を示している。セパラトリックス近傍では、ポロイダル方向のブロブ伝播速度の反転が発生する。スクレイプオフ層（SOL）におけるレイノルズ応力の研究は、Lモードでの運動量輸送に対するその重要性を示す一方、Hモード中のELM時における運動量輸送への影響は比較的小さいことが明らかになった。遠方SOL領域では、ASDEX UpgradeのタイプI ELM（Type-I ELMy） Hモード放電中に電子密度と電子温度が測定され、ELMフィラメントの構造が解明された。ELMイベント中には、強い密度ピークと数10 eVの温度が検出された。さらに、遅延電場分析器によるELMフィラメント中のイオンに関する追加調査により、イオン温度が50〜80 eVであることが示された。ELMはまた、フィラメントに集中した電流をSOL領域へ排出する。さらに、小規模ELMを伴う放電についても研究が行われた。N₂シード放電では、タイプI ELMの周波数が増加し、ELMの持続時間が減少することが確認された。小規模なタイプII ELMを伴う放電では、平均乱流径方向粒子フラックスが、同様のプラズマパラメータを有するタイプI ELM放電の平均粒子フラックスよりも増加することが示された。