New turbulence contributions to plasma transport and confinement in the spherical tokamak (ST) regime are identified through nonlinear gyrokinetic simulations. The drift wave Kelvin–Helmholtz (KH) mode characterized by intrinsic mode asymmetry is shown to drive significant ion thermal transport in strongly rotating national spherical torus experiment (NSTX) L-modes. The long wavelength, quasi-coherent dissipative trapped electron mode (TEM) is destabilized in NSTX H-modes despite the presence of strong shear, providing a robust turbulence source dominant over collisionless TEM. Dissipative trapped electron mode (DTEM)-driven transport in the NSTX parametric regime is shown to increase with electron collision frequency, offering one possible source for the confinement scaling observed in experiments. There exists a turbulence-free regime in the collision-induced collisionless trapped electron mode to DTEM transition for ST plasmas. This predicts a natural access to a minimum transport state in the low collisionality regime that future advanced STs may cover.
球状トカマク（ST）領域におけるプラズマ輸送と閉じ込めへの新たな乱流の寄与が、非線形ジャイロ運動論シミュレーションによって同定された。ドリフト波ケルビン・ヘルムホルツ（KH）モードは、固有のモード非対称性を特徴とし、強回転する国立球状トーラス実験装置（NSTX）のLモードにおいて有意なイオン熱輸送を駆動することが示された。長波長のコヒーレントな散逸性捕捉電子モード（TEM）は、強いシア流の存在にもかかわらずNSTXのHモードにおいて不安定化され、無衝突TEMを凌駕する堅牢な乱流源を提供する。NSTXパラメータ領域における散逸性TEM（DTEM）駆動輸送は、電子衝突周波数の増加とともに増大することが示され、実験で観測された閉じ込めスケーリングの一因となり得る。STプラズマにおける無衝突TEMからDTEMへの遷移には、乱流のない領域が存在する。これは、将来の先進STがカバーし得る低衝突度領域において、最小輸送状態への自然なアクセスが存在することを予測するものである。