Experiments on Alcator C-Mod have been performed to investigate the impact of toroidally localized impurity injection on H-mode exhaust scenarios. Results help to inform sub-divertor gas injector designs, in particular that of the ITER machine, for which this work was primarily undertaken. In repeated EDA H-modes, the amount of N2 injected into the private flux region was scanned up to levels which strongly impacted normalized energy confinement, H98, and led to an H/L back-transition. Repeated scans increased the toroidal peaking of the gas injection, reducing from five equally spaced locations to a single toroidal and poloidal injector. Results show the impact on the pedestal and core plasma is similar between all cases as long as the total gas injection rate is held constant. An influence on toroidally localized impurity spectroscopy is shown, demonstrating a complication in using such data in interpreting experiments and supporting boundary modeling in cases where there are localized extrinsic or intrinsic impurity sources. These results, along with prior work in this area on Alcator C-Mod, form a comprehensive set of L-mode and H-mode data to be used for validation of 3D boundary physics codes.
Alcator C-Modにおける実験は、トロイダル方向に局在化した不純物入射がHモード排気シナリオに及ぼす影響を調査するために実施された。得られた結果は、ダイバータガス入射器の設計、特に主としてこの研究の対象であるITERの設計に資するものである。繰り返し実施されたEDA Hモードにおいて、私領域へ入射されたN₂の量は、規格化エネルギー閉じ込めH_98に強く影響を及ぼし、H/Lモード遷移を引き起こすレベルまで走査された。繰り返しの走査により、ガス入射のトロイダル方向の局在化が強化され、5つの等間隔位置から単一のトロイダル・ポロイダル入射器へと低減された。結果は、総ガス入射率が一定に保たれる限り、ペデスタルおよびコアプラズマへの影響は全てのケースで類似していることを示している。トロイダル方向に局在化した不純物分光への影響が実証され、局在化した外部不純物源または内部不純物源が存在する場合の実験解釈および境界物理モデリング支援における、そのようなデータ使用の複雑性が示された。これらの結果は、Alcator C-Modにおけるこの分野の先行研究とともに、3次元境界物理コードの検証に使用するための包括的なLモードおよびHモードデータセットを構成する。