In ASDEX Upgrade (AUG), the normalised gyroradius was varied via a hydrogen isotope scan while keeping other dimensionless parameters constant. This was done in L-mode, to minimise the impact of pedestal stability on confinement.Power balance and perturbative transport analyses reveal that the electron heat transport is unaffected by the differences in isotope mass. Nonlinear simulations with the Gene code suggest that these L-mode discharges are ion temperature gradient (ITG) dominated. The different gyroradii due to the isotope mass do not necessarily result in a change of the predicted heat fluxes. This result is used in simulations with the Astra transport code to match the experimental profiles. In these simulations the experimental profiles and confinement times are reproduced with the same transport coefficients for hydrogen and deuterium plasmas. The mass only enters in the energy exchange term between electrons and ions.These numerical observations are supported by additional experiments which show a lower ion energy confinement compared to that of the electrons. Additionally, hydrogen and deuterium plasmas have a similar confinement when the energy exchange time between electrons and ions is matched.This strongly suggests that the observed isotope dependence in L-mode is not dominated by a gyroradius effect, but a consequence of the mass dependence in the collisional energy exchange between electrons and ions.
ASDEX Upgrade(AUG)において、規格化ジャイロ半径は、他の無次元パラメータを一定に保ちながら水素同位体走査によって変化させた。これはLモードで行われ、ペデスタル安定性が閉じ込めに及ぼす影響を最小化するためである。パワーバランスおよび摂動輸送解析により、電子熱輸送が同位体質量の違いによる影響を受けないことが明らかになった。Geneコードを用いた非線形シミュレーションは、これらのLモード放電がイオン温度勾配(ITG)駆動で支配されていることを示唆している。同位体によるジャイロ半径の違いは、予測される熱流束の変化に必ずしも結びつかない。Astra輸送コードを用いたシミュレーションでは、実験で得られたプロファイルと閉じ込め時間を、水素および重水素プラズマに対して同一の輸送係数を用いて再現できることが示された。質量は電子とイオン間のエネルギー交換項にのみ現れる。これらの数値的観測は、追加の実験によって裏付けられており、イオンのエネルギー閉じ込めが電子のそれと比較して低いことが示された。さらに、水素および重水素プラズマは、電子とイオン間のエネルギー交換時間が一致する場合、同様の閉じ込め特性を示す。このことは、Lモードにおける観測された同位体依存性がジャイロ半径効果によるものではなく、電子とイオン間の衝突性エネルギー交換の質量依存性に起因することを強く示唆している。