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Density fluctuation statistics and turbulence spreading at the edge of L–mode plasmas

F.O. Khabanov, R. Hong, P. H. Diamond, G. R. Tynan, Z. Yan, G. R. McKee, C. Chrystal, F. Scotti, G. Yu, S. A. Zamperini2024年12月Nuclear FusionIF 3出版社

Long-wavelength density fluctuations ( <1) are studied using beam emission spectroscopy (BES) at the edge of DIII-D L-mode plasmas ( = 0.88–1.1) in scenarios with electron cyclotron heating (ECH) power ramp ( up to 1.5 MW), neutral beam injection (NBI) power ramp ( up to 2.5 MW), and injected torque scan (−1 < <0.6 Nm). We find that broadband turbulent density fluctuations ( ∼ 20–120 kHz) have a non-Gaussian distribution. The skewness of changes sign from negative at <0.95–0.97 to positive at > 0.97, indicating the prevalence of density 'voids' at inner radii and density 'blobs' at outer radii and outside of the separatrix. The turbulence intensity flux is calculated to characterize turbulence spreading at the plasma edge. During ECH/NBI power ramps and at counter- injected torque, is directed inward inside the separatrix, which is evidence of inward spreading of turbulence intensity from the edge gradient region caused by the inner propagation of density 'voids'. Significantly weaker is observed with co- torque. A correlation between co- torque, turbulence intensity at = 0.97, and increased srape-off layer (SOL) heat flux decay length is found in the torque scan scenario, showing that edge turbulence plays a material role in determining the SOL conditions and heat flux width.

日本語訳

長波長密度揺らぎ( <1)は、DIII-D Lモードプラズマ( = 0.88–1.1)の周辺部において、電子サイクロトロン加熱(ECH)パワーランプ( は最大1.5 MW)、中性粒子ビーム入射(NBI)パワーランプ( は最大2.5 MW)、および入射トルク走査(−1 < <0.6 Nm)のシナリオで、ビーム発光分光法(BES)を用いて研究される。広帯域乱流密度揺らぎ( ∼ 20–120 kHz)は非ガウス分布を持つことが分かる。 の歪度は、 <0.95–0.97 で負から、 > 0.97 で正へと符号を変え、内側半径では密度'voids'が、外側半径およびセパラトリックス外側では密度'blobs'が優勢であることを示している。乱流強度フラックス は、プラズマ端部における乱流の広がりを特徴づけるために計算される。ECH/NBI パワーランプ中および counter- 注入トルク時には、 はセパラトリックス内側で内向きに向く。これは、密度'voids'の内側への伝播によって引き起こされる、エッジ勾配領域からの乱流強度の内向き拡がりの証拠である。co- トルクでは有意に弱い が観測される。トルク走査シナリオにおいて、co- トルク、 = 0.97 での乱流強度 、および増大したスクレイプオフ層(SOL)熱流束減衰長 の間の相関が見いだされる。これは、エッジ乱流がSOL条件と熱流束幅を決定する上で重要な役割を果たすことを示している。

装置

diii-d高精度(AI判定)

wiki

L-modeDensity fluctuation

AIによる論文要約

L-モードプラズマの端部における密度変動統計とタービュレンス伝播
JA核融合プラズマの閉じ込めと熱負荷に興味のある研究者や学生が対象です。プラズマエッジの物理過程を理解し、閉じ込めや熱負荷の改善につなげることができます。#プラズマエッジ #タービュレンス #密度変動 #熱負荷 #核融合
LLM向け: {'Title': 'L-モードプラズマの端部における密度変動統計とタービュレンス伝播', 'Author(s)': '不明', 'Research Objec…

この論文は、DIII-Dのプラズマ端部におけるタービュレンスの特性を調べています。ECHやNBIの加熱や入射トルクの変化に伴い、密度変動の統計的性質が変化し、密度の「穴」や「塊」が観測されることを示しています。また、タービュレンス強度の内向き伝播が観測され、これがSOL熱フラックス幅に影響を及ぼすことが明らかになりました。プラズマ閉じ込めや熱負荷制御に関心のある核融合研究者に有用です。

Density Fluctuation Statistics and Turbulence Spreading at the Edge of L-mode Plasmas
ENThis paper is of interest to fusion researchers studying plasma edge turbulence and its impact on plasma confinement and performance. It provides insights that can help improve understanding of the complex physics at the plasma edge and guide the development of advanced fusion devices.#PlasmaEdgeTurbulence #TurbulenceSpreadingDynamics #FusionPerformance
LLM向け: {'Title': 'Density Fluctuation Statistics and Turbulence Spreading at the Edge o…

This paper investigates the characteristics of long-wavelength density fluctuations and turbulence spreading at the edge of L-mode plasmas in DIII-D. It shows that the turbulence intensity flux can change direction based on heating power and injected torque, indicating the role of edge turbulence in determining the scrape-off layer conditions and heat flux width.

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