Microturbulence can produce stationary fine-scale radial corrugations on the plasma density and temperature gradients in magnetic confinement fusion devices. We study the effect of these corrugations, focusing on electron temperature gradient (ETG) transport in the tokamak pedestal, and report three main findings. 1) In the presence of a sinusoidal background temperature gradient corrugation, each ETG mode splits into three distinct eigenvalues, with one being the original, one being more unstable and one being less unstable. 2) Despite the presence of more unstable linear modes, nonlinear gyrokinetic simulations show a significant reduction in fluxes. 3) Profile shearing associated with the fine-scale background corrugations is identified as the saturation mechanism explaining the reduction in fluxes. It originates from the radial variation of the mode’s own phase velocity (proportional to the local diamagnetic drift velocity and the pressure gradient), and not from externally generated flows or E × B zonal flows. Fine-scale profile shearing could be a ubiquitous turbulence saturation mechanism in fusion plasmas.
微細乱流は、磁気閉じ込め核融合装置において、プラズマ密度および温度勾配に定常的な微細スケールの径方向波状構造（コルゲーション）を生成し得る。我々は、トカマクペデスタルにおける電子温度勾配（ETG）輸送に焦点を当ててこれらのコルゲーションの効果を研究し、以下の3つの主要な発見を報告する。1) 正弦波状の背景温度勾配コルゲーションの存在下では、各ETGモードは3つの異なる固有値に分裂し、そのうち1つは元のもの、1つはより不安定、1つはより安定である。2) より不安定な線形モードが存在するにもかかわらず、非線形ジャイロ運動論シミュレーションはフラックスの有意な低減を示す。3) 微細スケールの背景コルゲーションに伴うプロファイルシアリングが、フラックス低減を説明する飽和機構として同定される。これは、外部で生成された流れやE×B帯状流によるものではなく、モード自身の位相速度（局所的な反磁性ドリフト速度と圧力勾配に比例する）の径方向変化に起因する。微細スケールのプロファイルシアリングは、核融合プラズマにおける普遍的な乱流飽和機構であり得る。