Understanding the mechanisms responsible for particle transport is of the utmost importance for magnetized fusion plasmas. A peaked density profile is attractive to improve the fusion rate, which is proportional to the square of the density, and to self-generate a large fraction of non-inductive current required for continuous operation.Experiments in various tokamak devices (ASDEX Upgrade, DIII-D, JET, TCV, TEXT, TFTR) indicate the existence of a turbulent particle pinch. Recently, such a turbulent pinch has been unambiguously identified in Tore Supra very long discharges, in the absence of both collisional particle pinch and central particle source, for more than 4 min (Hoang et al 2003 Phys. Rev. Lett. 90 155002). This turbulent pinch is predicted by a quasilinear theory of particle transport (Weiland J et al1989 Nucl. Fusion29 1810), and confirmed by non-linear turbulence simulations (Garbet et al 2003 Phys. Rev. Lett. 91 035001) and general considerations based on the conservation of motion invariants (Baker et al 2004 Phys. Plasmas11 992). Experimentally, the particle pinch is found to be sensitive to the magnetic field gradient in many cases (Hoang et al 2004 Phys. Rev. Lett. 93 135003, Zabolotsky et al2003 Plasma Phys. Control. Fusion45 735, Weisen et al2004 Plasma Phys. Control. Fusion46 751, Baker et al2000 Nucl. Fusion40 1003), to the temperature profile (Hoang et al 2004 Phys. Rev. Lett. 93 135003, Angioni et al2004 Nucl. Fusion44 827) and also to the collisionality that changes the nature of the microturbulence (Angioni et al 2003 Phys. Rev. Lett. 90 205003, Garzotti et al2003 Nucl. Fusion43 1829, Weisen et al 2004 31st EPS Conf. on Plasma Phys. (London) vol 28G (ECA) P-1.146, Lopes Cardozo N J 1995 Plasma Phys. Control. Fusion37 799). The consistency of some of the observed dependences with the theoretical predictions gives us a clearer understanding of the particle pinch in tokamaks, allowing us to predict more accurately the density profile in ITER.
磁化された核融合プラズマにおける粒子輸送の機構を理解することは極めて重要である。密度の二乗に比例する核融合反応率を向上させるためには、ピーク状の密度分布が魅力的であり、また連続運転に必要な非誘導電流の大部分を自己生成するためにも魅力的である。様々なトカマク装置(ASDEX Upgrade、DIII-D、JET、TCV、TEXT、TFTR)における実験は、乱流粒子ピンチの存在を示している。最近、このような乱流ピンチは、Tore Supraの非常に長い放電において、衝突粒子ピンチと中心粒子源の両方がない状態で、4分以上にわたって明確に同定された(Hoang et al 2003 Phys. Rev. Lett. 90 155002)。この乱流ピンチは、粒子輸送の準線形理論によって予測され(Weiland J et al1989 Nucl. Fusion29 1810)、非線形乱流シミュレーション(Garbet et al 2003 Phys. Rev. Lett. 91 035001)および運動不変量の保存に基づく一般的考察(Baker et al 2004 Phys. Plasmas11 992)によって確認されている。実験的に、粒子ピンチは多くの場合において磁場勾配に敏感であることが見出されており(Hoang et al 2004 Phys. Rev. Lett. 93 135003、Zabolotsky et al2003 Plasma Phys. Control. Fusion45 735、Weisen et al2004 Plasma Phys. Control. Fusion46 751、Baker et al2000 Nucl. Fusion40 1003)、温度分布にも敏感であり(Hoang et al 2004 Phys. Rev. Lett. 93 135003、Angioni et al2004 Nucl. Fusion44 827)、また微視的乱流の性質を変化させる衝突頻度にも敏感である(Angioni et al 2003 Phys. Rev. Lett. 90 205003、Garzotti et al2003 Nucl. Fusion43 1829、Weisen et al 2004 31st EPS Conf. on Plasma Phys. (London) vol 28G (ECA) P-1.146、Lopes Cardoso N J 1995 Plasma Phys. Control. Fusion37 799)。観測された依存性のいくつかと理論的予測との整合性は、トカマクにおける粒子ピンチのより明確な理解を与え、ITERにおける密度分布をより正確に予測することを可能にする。