Tokamak plasmas rotate even without external injection of momentum. A Doppler backscattering system installed at MAST has allowed this intrinsic rotation to be studied in ohmic L-mode and H-mode plasmas, including the first observation of intrinsic rotation reversals in a spherical tokamak. Experimental results are compared to a novel 1D model, which captures the collisionality dependence of the radial transport of toroidal angular momentum due to the effect of neoclassical flows on turbulent fluctuations. The model is able to accurately reproduce the change in sign of core toroidal rotation, using experimental density and temperature profiles from shots with rotation reversals as inputs and no free parameters fit to experimental data.
トカマクプラズマは、外部からの運動量注入なしでも回転する。MASTに設置されたドップラー後方散乱システムにより、この固有回転をオーミックLモードおよびHモードプラズマにおいて研究することが可能となり、球状トカマクにおける固有回転反転の初めての観測も含まれている。実験結果は、新規の1次元モデルと比較される。このモデルは、新古典的流れが乱流揺動に及ぼす効果によるトロイダル角運動量の半径方向輸送の衝突性依存性を捉えている。このモデルは、回転反転を伴うショットからの実験的な密度・温度分布を入力として用い、実験データに適合する自由パラメータなしで、コアトロイダル回転の符号変化を正確に再現することができる。