The application of lower hybrid range of frequencies (LHRF) waves in H-mode plasmas on Alcator C-Mod can result in a significant reduction in core particle inventory, with no significant degradation of energy confinement. This phenomenon has been observed in steady enhanced Dα (EDA) H-mode targets, which are sustained by ion cyclotron RF auxiliary heating, in which pedestal density nped is usually tied firmly to plasma current IP and shows a strong resilience to changes in the edge neutral source. Upon application of up to 1 MW LHRF power, nped is reduced by up to 30%, while the temperature profile increases simultaneously such that the pressure pedestal remains constant or is slightly increased. Steady EDA H-mode operation with no edge-localized modes can be maintained while edge collisionality is reduced by factors of reduction of 2–4. Elevation of scrape-off layer (SOL) density and electric currents accompany the application of LHRF (at levels as low as 400 kW) with a fast time response (∼10−2 s), while full density pedestal relaxation and core density reduction occur on longer time scales (∼10−1 s). A similarly prompt counter-IP change in the edge toroidal velocity is also observed in response to LHRF, followed on longer time scales by a counter-IP change in the central rotation. The range of time scales of the plasma response may indicate that the radial locations of LHRF interactions (i.e. SOL versus core), and power deposition mechanisms, are evolving in time. Understanding the responsible physical mechanisms and applying them to a broad range of discharges could provide a tool for improved H-mode density control.
Alcator C-ModにおけるHモードプラズマへの低域混成波周波数(LHRF)波の適用は、コア粒子量の顕著な減少をもたらす可能性があり、エネルギー閉じ込めの有意な劣化は伴わない。この現象は、イオンサイクロトロン周波数帯のRF加熱によって維持される定常的な高Dα(EDA)Hモード目標において観測されており、そこではペデスタル密度npedが通常プラズマ電流IPに強く結びつき、端部中性粒子源の変化に対して強い回復力を示す。最大1 MWのLHRF出力を印加すると、npedは最大30%減少する一方、温度分布は同時に増加し、圧力ペデスタルは一定に保たれるかわずかに増加する。端部衝突度が2〜4倍の因子で減少している間も、エッジ局在モードを伴わない定常的なEDA Hモード運転を維持することができる。スクレイプオフ層(SOL)密度と電流の上昇は、LHRFの印加(400 kWという低出力レベル)に伴って速い時間応答(約10⁻²秒)で発生する一方、密度ペデスタルの緩和とコア密度の減少はより長い時間スケール(約10⁻¹秒)で生じる。同様に、LHRF応答における端部トロイダル速度の即時的な反電流方向変化が観測され、その後より長い時間スケールで中心部回転の反電流方向変化が続く。これらのプラズマ応答の時間スケールの差異は、LHRFの相互作用の動径位置(すなわちSOL対コア)とパワー堆積機構が時間とともに進化していることを示している可能性がある。これらの物理機構を理解し、多様な放電条件に適用することで、Hモード密度制御の改善のための手法が提供される可能性がある。