Gyrokinetic calculations with the GS2 code of impurity transport in ASDEX Upgrade H-mode plasmas are presented. A method to separate the diagonal and off-diagonal terms in the quasi-linear flux computed by the gyrokinetic code for a trace impurity is introduced and applied. It is shown that in the experimental conditions of strong central electron cyclotron heating, unstable modes rotating in the electron diamagnetic direction are excited in the central region of the plasma. These are generated by the non-adiabatic response of passing electrons and feature extremely elongated eigenfunctions along the field line. The related fluctuations in the electrostatic potential generate an outward convection of the impurities. These theoretical findings are in agreement with the outward convection of laser ablated Si measured in these experimental conditions. In contrast, in the outer region of the plasma, as well as everywhere in the case of discharges without central electron heating, ion temperature gradient modes produce an impurity pinch directed inwards, which is also in agreement with the experimental observations.
GS2コードを用いたASDEX Upgrade Hモードプラズマにおける不純物輸送のジャイロ運動論的計算を提示する。微量不純物に対するジャイロ運動論的コードによって計算された準線形フラックスにおける対角項と非対角項を分離する手法を導入し、適用する。強い中心電子サイクロトロン加熱の実験条件下では、プラズマ中心領域において電子反磁性方向に回転する不安定モードが励起されることが示される。これらは通過電子の非断熱応答によって生成され、磁力線に沿って極めて伸長した固有関数を特徴とする。静電ポテンシャルにおける関連する変動は、不純物の外向き対流を生成する。これらの理論的知見は、これらの実験条件下で測定されたレーザーアブレーションSiの外向き対流と一致する。対照的に、プラズマ外側領域では、ならびに中心電子加熱のない放電の場合の全域では、イオン温度勾配モードが内向きの不純物ピンチを生成し、これも実験観測と一致する。