In all major confinement devices (tokamaks, stellarators, spheromaks and reversed-field pinches—RFPs), a density limit has been found. Results summarized in a recent work by Puiatti et al (2009 Nucl. Fusion49 045012) show that in the RFP high density does not cause a disruption, but a sequence of increasingly critical phenomena. First, at intermediate density there is the disappearance of the high-confinement quasisingle helicity/single helical axis regimes. Then, at densities close to the Greenwald limit, toroidally and radially localized density accumulation and radiation condensation are observed, together with a fast resistive decay of the plasma current, which constitutes the real operative limit of the device. In this paper we discuss the effect of the magnetic ripple on test particle motion, showing that the accumulation of electrons in the X-points of the edge m = 0 islands is responsible for a modulation of the radial electric field Er which is at the core of the density limit mechanism. These results can be also relevant for the explanation of X-point multifaceted asymmetric radiation from the edge formation, observed in L-mode density limit discharges of JET.
すべての主要な閉じ込め装置（トカマク、ステラレータ、スフェロマック、および反転磁場ピンチ—RFP）において、密度限界が発見されている。Puiら（2009 Nucl. Fusion 49 045208）による最近の研究でまとめられた結果は、RFPにおいて高密度は破壊的現象（ディスラプション）を引き起こさないが、ますます深刻化する一連の臨界現象を引き起こすことを示している。まず、中間密度では、高閉じ込め状態である準単一ヘリシティ／単一ヘリカル軸状態の消失が起こる。次に、グリーンワルド限界に近い密度では、トロイダル方向およびポロイダル方向に局在化した密度蓄積と放射の凝縮が観測され、それに伴ってプラズマ電流の急速な抵抗減衰が生じる。これが装置の実効的な運転限界を構成する。本論文では、磁気リップルがテスト粒子の運動に及ぼす影響について考察し、エッジにおけるm＝0アイランドのX点での電子の蓄積が、動径電場Erの変調を引き起こし、それが密度限界機構の核心であることを示す。これらの結果は、JETのLモード密度限界放電で観測されるX点多面非対称放射（MARFE）の形成の説明にも関連するものである。