Dedicated electron heat transport experiments have been carried out in L- and H-mode Deuterium plasmas of the JET-ILW tokamak to identify the amount of electron heat carried by electron-scale electron temperature gradient (ETG) modes. Ion cyclotron resonance heating at different positions has been used to probe the response of the electron temperature inverse gradient length R/LTe to changes in electron heat flux qe, while different amounts of neutral beam heating allowed to scan the ratio of ion to electron temperature Te/Ti, which is a key parameter for the onset of ETGs. Results indicate a steepening of the normalized qe vs R/LTe curve above R/LTe ∼ 8 for Te/Ti ⩽ 1, suggestive of the ETG onset. Ion-scale gyro-kinetic (GK) simulations match the ion heat flux and the low-R/LTe part of the qe curve, but do not reproduce such steepening at high R/LTe. Multi-scale GK simulations covering both ion and electron scales and including one impurity bundling light and heavy species indicate an ETG contribution only for R/LTe values larger than the experimental ones. Sensitivity studies of such result are difficult to achieve due to limitation in numerical resources. The quasi-linear TGLF model has been used for sensitivity studies. With the same bundled impurity as the GK multi-scale, TGLF shows the qe steepening at much larger R/LTe values than in experiment, but when using the real mix of light impurities neglecting the heavy impurities, TGLF gets closer to the experimental results. Profile simulations with TGLF including both light and heavy impurities show over-prediction of Te profiles and in some cases also of density, but good Ti predictions, confirming issues with the model electron stiffness for these plasmas.
JET-ILWトカマクのLモードおよびHモード重水素プラズマにおいて、電子スケールの電子温度勾配(ETG)モードによって運ばれる電子熱量を特定するために、専用の電子熱輸送実験が実施された。異なる位置でのイオンサイクロトロン共鳴加熱を用いて、電子熱流束qeの変化に対する電子温度逆勾配長R/LTeの応答を調べた。一方、異なる量の中性粒子ビーム加熱により、ETGの発生に対する鍵となるパラメータであるイオン対電子温度比Te/Tiを走査することが可能となった。結果は、Te/Ti ⩽ 1の場合、R/LTe ∼ 8以上で規格化されたqe対R/LTe曲線の急峻化を示し、ETGの発生を示唆している。イオンスケールのジャイロ運動論(GK)シミュレーションは、イオン熱流束とqe曲線の低R/LTe部分には一致するが、高R/LTeでのそのような急峻化は再現しない。イオンと電子の両スケールをカバーし、軽種と重種の1つの不純物バンドリングを含むマルチスケールGKシミュレーションは、実験値よりも大きいR/LTe値でのみETGの寄与を示す。このような結果の感度研究は、数値リソースの制限により実施が困難である。準線形TGLFモデルが感度研究に使用された。GKマルチスケールと同じバンドル不純物を用いた場合、TGLFは実験よりもはるかに大きいR/LTe値でqeの急峻化を示すが、重不純物を無視して軽不純物の実際の混合を用いた場合、TGLFは実験結果により近づく。軽不純物と重不純物の両方を含むTGLFを用いたプロファイルシミュレーションは、Teプロファイルの過大予測を示し、場合によっては密度も過大予測するが、Ti予測は良好であり、これらのプラズマにおけるモデルの電子剛性に関する問題を確認している。