While multiple experiments have reported a decrease in intermittent fluctuations in the far Scrape-Off-Layer (SOL) during ion cyclotron resonance heating (Antar et al 2010 Phys. Rev. Lett.105 165001, Li et al 2022 Nucl. Eng. Technol.54 207–19, Antar et al 2012 Nucl. Fusion52 103005), the physical mechanism behind this observation has not been fully established yet. In this work, we demonstrate, for the first time, a direct correlation between the amplitude of RF-induced E×B flows and turbulence suppression in the far SOL. Using the Gas Puff Imaging (GPI) diagnostic on Alcator C-Mod, we show again that Ion Cyclotron Range of Frequencies can significantly alter the flow in the SOL and introduce a shear layer in regions magnetically connected close to the antenna (Cziegler et al 2012 Plasma Phys. Control. Fusion54 105019). With the 4-strap field-aligned antenna operated in dipole phasing, the ratio of the power coupled by the central two straps to the power coupled by the outer two straps was varied. The resulting RF-induced radial electric field magnitude thus varied, and we show that the impact on the far SOL turbulence correlates with the modified E×B velocity. We then apply a newly-developed blob tracking algorithm (Han et al 2022 Sci. Rep.12 18142) to higher-resolution GPI videos in order to directly observe the process of blob shearing by RF-induced E×B flows. We show that the radially sheared poloidal flows act as a transport barrier by stretching, stopping, and destroying filaments, which is consistent with the observed difference in turbulence statistics.
複数の実験が、イオンサイクロトロン共鳴加熱中の遠方スクレイプオフ層(SOL)における間欠的揺動の減少を報告しているが(Antar et al 2010 Phys. Rev. Lett.105 165001, Li et al 2022 Nucl. Eng. Technol.54 207–19, Antar et al 2012 Nucl. Fusion52 103005)、この観測結果の背後にある物理機構はまだ完全には解明されていない。本研究では、RF誘起E×Bフローの振幅と遠方SOLにおける乱流抑制との間に、初めて直接的な相関関係があることを示す。Alcator C-Modのガスパフイメージング(GPI)計測を用いて、イオンサイクロトロン周波数帯がSOL内の流れを大きく変化させ、アンテナに磁気的に接続された領域にシア層を導入しうることを再び示す(Cziegler et al 2012 Plasma Phys. Control. Fusion54 105019)。ダイポール位相で動作する4ストラップの磁力線追従アンテナにおいて、中央の2つのストラップが結合する電力と外側の2つのストラップが結合する電力の比を変化させた。その結果、RF誘起の径方向電場の大きさが変化し、遠方SOL乱流への影響が、修正されたE×B速度と相関することを示す。次に、新たに開発されたブロブ追跡アルゴリズム(Han et al 2022 Sci. Rep.12 18142)をより高解像度のGPIビデオに適用し、RF誘起E×Bフローによるブロブのシアリング過程を直接観測する。径方向にシアされたポロイダル流が、フィラメントを引き伸ばし、停止させ、破壊することで輸送障壁として働くことを示す。これは、観測された乱流統計の差異と一致する。