This letter provides a new physical insight into the fast ion effects on turbulence in plasmas having a high fast ion fraction and peaked fast ion density profile. We elucidate turbulence stabilization mechanisms by fast ions that result in internal transport barrier formation in the fast ion regulated enhancement mode plasma. Both linear and nonlinear gyrokinetic simulations show that the dominant turbulence suppression mechanisms are the dilution effects. In particular, we find that turbulence can be sufficiently suppressed solely by an inverted main ion density gradient due to fast ions, for the first time. New physical findings reported here improve our understanding of fast ion effects on turbulence, essential for fusion energy production where . Moreover, they will open up a new methodology to control plasma turbulence applicable to a wide range of plasma confinement regimes.
本レターは、高速イオン割合が高く、かつ高速イオン密度分布がピークを有するプラズマにおける乱流への高速イオン効果に関する新しい物理的洞察を提供する。我々は、高速イオン調節強化モードプラズマにおける内部輸送障壁の形成をもたらす、高速イオンによる乱流安定化機構を解明する。線形および非線形ジャイロ運動論シミュレーションは、支配的な乱流抑制機構が希釈効果であることを示す。特に、我々は、高速イオンによる主イオン密度勾配の反転のみで乱流が十分に抑制され得ることを初めて見出す。ここで報告される新しい物理的知見は、核融合エネルギー生成に不可欠な、ここで。乱流への高速イオン効果の理解を向上させる。さらに、それらは、広範囲のプラズマ閉じ込め領域に適用可能なプラズマ乱流を制御する新しい方法論を切り開くであろう。