The scrape-off layer (SOL) of fusion devices is typically composed of filamentary structures that propagate with a high radial velocity away from the bulk plasma. When radial and parallel transport times are comparable, these coherent structures constitute an intermittent heat and particle flux which can reach the material wall; in time causing wear to plasma facing components. Qualitative models predict that the parallel currents, driven by the divertor sheath, have a direct impact on this radial velocity. In this work, the predictions for radial velocity of plasma filaments in the SOL from models are tested against data from the MAST tokamak and simulation. We apply a statistical method of window averaging to MAST Langmuir probe data in order to examine the scaling of the radial velocity of filaments with the plasma density inside the filaments. Our analysis strongly suggests that the radial dynamics emerge from the competition of multiple mechanisms and not from a single process. At intermediate distances from the bulk plasma, a new model proposed here, in which the parallel current depends on a constant target density appears to be the most relevant for the MAST plasma. This is confirmed using a TOKAM2D simulation with a modified parallel current term.
核融合装置のスクレイプオフ層（SOL）は、典型的には、バルクプラズマから離れる方向に高い径方向速度で伝播するフィラメント状構造から構成される。径方向と平行方向の輸送時間が同程度である場合、これらのコヒーレント構造は、材料壁に到達し得る間欠的な熱・粒子フラックスを構成し、やがてプラズマ対向部品の損耗を引き起こす。定性的モデルは、ダイバータシースによって駆動される平行電流が、この径方向速度に直接的な影響を及ぼすと予測している。本研究では、SOLにおけるプラズマフィラメントの径方向速度に関するモデルの予測を、MASTトカマクおよびシミュレーションからのデータと比較検証する。我々は、MASTのラングミュアプローブデータにウィンドウ平均化の統計手法を適用し、フィラメント内部のプラズマ密度に対する径方向速度のスケーリングを調べた。我々の解析は、径方向のダイナミクスが単一の過程ではなく、複数の機構の競合から生じることを強く示唆している。バルクプラズマから中間的な距離においては、平行電流が一定のターゲット密度に依存するとする、ここで新たに提案するモデルが、MASTプラズマに最も適合すると思われる。このことは、修正された平行電流項を備えたTOKAM2Dシミュレーションを用いて確認された。