Transport phenomena affect the performance of fusion devices, reducing heat and particle confinement and consequently leading to a lower fusion triple product and higher fluxes on the plasma facing material. Special attention is devoted in the fusion community to the study of transport mitigation phenomena which lead to the onset of transport barriers in tokamaks, stellarators and reverse field pinch plasmas. The aim of this study is to deepen our understanding of the mechanisms driving transport in the presence of electron internal transport barriers in the RFX-mod single helical axis (SHAx) state (Lorenzini et al 2009 Nature Phys.5 570). We discuss whether transport in the core can be described within the theory of chaotic transport. Light is also shed on the mechanisms acting at the plasma edge. The particle source is calculated using the 2D Monte-Carlo code NENE, considering the pattern of plasma–wall interaction. In the core region of the SHAx we found that the diffusivity along 90% of the radius is reduced with respect to the standard case: D ∼ 1 m2 s−1 fits well with the density profile, compared with the ∼50 m2 s−1 of a standard plasma. This result confirms a strong mitigation of magnetic chaos, although comparison with the neoclassical diffusivity Dneo ∼ 0.01–0.4 m2 s−1 indicates that transport in the SHAx is still anomalous. The same picture describes well both the particle and energy transport in the plasma core: comparison with the effective thermal diffusivity χeff indicates that the ratio χeff/D ∼ (mi/me)0.5 is consistent with the theory of chaos-dominated transport.The plasma edge is affected by a different mechanism. In the external region (the final 10% of the radius) magnetic chaos is suppressed and the edge diffusivity is likely to be ruled by electrostatic turbulence, in particular a direct link with the presence of pressure coherent structures is found.
輸送現象は核融合装置の性能に影響を及ぼし、熱・粒子閉じ込めを低下させ、その結果、プラズマ対向材料への熱・粒子フラックスを増大させる。核融合コミュニティでは、トカマク、ステラレーター、逆転磁場ピンチプラズマにおける輸送障壁の発生につながる輸送緩和現象の研究に特に注目が集まっている。本研究の目的は、RFX-mod装置における単一ヘリカル軸（SHAx）状態（Lorenzini et al 2009 Nature Phys. 5 570）での電子内部輸送障壁存在下における輸送機構の理解を深めることである。我々は、コア領域における輸送がカオス的輸送理論によって記述できるかどうかを検討する。また、エッジ領域で作用する機構についても考察する。粒子源は2次元モンテカルロコードNENEを用いて計算され、プラズマ・壁相互作用のパターンが考慮されている。SHAx状態のコア領域では、標準状態と比較して半径の90%にわたって拡散係数が低減していることが見出された。すなわち、密度分布に対してD ∼ 1 m² s⁻¹の拡散係数が良好な適合を示す一方、標準状態ではD ∼ 50 m² s⁻¹である。この結果は、磁気カオスの強い緩和を確認するものであるが、新古典拡散係数Dneo ∼ 0.01–0.4 m² s⁻¹との比較から、SHAx状態における輸送は依然として異常輸送であることを示している。この描像は、コアプラズマにおける粒子輸送とエネルギー輸送の両方をよく説明する。実効熱拡散係数χeffとの比較により、比χeff/D ∼ (mi/me)⁰·⁵はカオス支配輸送理論と整合的である。エッジ領域では異なる機構が作用している。外部領域（半径の最後の10%）では磁気カオスが抑制され、エッジ拡散係数は静電乱流によって支配されている可能性が高い。特に、圧力コヒーレント構造との直接的な関連が見出された。