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Experimental investigation of H-mode pedestal turbulence using a charge exchange imaging diagnostic system at DIII-D

M.R. Major, G.R. McKee, B. Geiger, R.J. Fonck, D.J. Den Hartog, J. Chen, K. Jaehnig, F. Khabanov, L. Schmitz, C. Seyfert2026年7月Nuclear FusionIF 3出版社

Microtearing modes (MTMs) (, , ) are predicted to cause substantial electron thermal transport in the H-mode pedestal, limiting fusion performance on high-power devices. Localized 2D measurements of low-to-intermediate wavenumber density fluctuations in the edge of DIII-D H-mode plasmas suggest the presence of temporally intermittent or ‘bursting’ MTMs during the inter-ELM cycle in the steep gradient region. These measurements are obtained using a new intermediate radial resolution multichannel Charge eXchange Imaging (CXI) diagnostic that analyzes the intensity of the CVI emission at 529 nm. The mode is peaked near with a radial full-width half maximum of 1.5–2.0 cm and a normalized density fluctuation amplitude peak of , peaking near 60 kHz in the lab frame. The mode additionally features a broad spectral width from 30 to 180 kHz and propagates in the electron diamagnetic direction in the plasma frame. CXI measurements taken during discharges with high density and current ramps provide evidence that MTMs become unstable at finite collisionality and remain at nearly the same location in -space despite scanning of rational surface position. This indicates that the location of the peak in the electron diamagnetic frequency is a stronger driving force than individual rational surfaces.

日本語訳

マイクロテアリングモード (MTMs) (, , ) は、Hモードペデスタルにおいて顕著な電子熱輸送を引き起こすと予測され、高出力装置における核融合性能を制限する。DIII-D Hモードプラズマの周辺部における低〜中間波数密度揺動の局所2次元測定は、急峻勾配領域におけるELM間サイクル中に時間的に断続的、すなわち‘バースト的'なMTMが存在することを示唆している。これらの測定は、529 nmにおけるCVI発光の強度を解析する新しい中間径方向分解能マルチチャンネルチャージ交換イメージング (CXI) 診断装置を用いて得られた。このモードは、 付近にピークを持ち、動径方向の半値全幅は1.5–2.0 cm、規格化密度揺動振幅のピークは 、実験室系で60 kHz近傍にピークを持つ。さらに、このモードは30〜180 kHzの広いスペクトル幅を特徴とし、プラズマ系では電子反磁性方向に伝播する。高密度および電流ランプを伴う放電中に取得されたCXI測定は、MTMが有限衝突度で不安定になり、有理面位置をスキャンしても -空間内のほぼ同じ位置に留まることを示す証拠を提供する。これは、電子反磁性周波数のピークの位置が、個々の有理面よりも強い駆動力であることを示している。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)

wiki

Plasma diagnosticsDIII-DH-modePedestalH-mode pedestal

AIによる論文要約

DIII-Dにおける電荷交換イメージング診断システムを用いたHモードペデスタル乱流の実験的調査
JA核融合プラズマの物理を学ぶ学生や研究者。特に、Hモードプラズマの輸送現象や乱流計測に興味がある人。#核融合 #DIII-D #Hモード #ペデスタル乱流 #マイクロティアリングモード
LLM向け: {"Title": "Hモードペデスタル乱流の実験的調査", "Authors": "不明", "Research Objective": "DIII-DのHモ…

核融合炉の高性能化には、Hモードプラズマの外縁部(ペデスタル)における熱輸送の理解が重要です。この研究では、DIII-D装置で新しい診断装置(CXI)を用いて、ペデスタルの密度揺らぎを高精度で測定しました。その結果、マイクロティアリングモード(MTM)と呼ばれる不安定性が、間欠的に発生し、電子の熱輸送に大きな影響を与えていることを発見しました。このモードは、特定の場所に現れやすく、その位置はプラズマの特性(電子反磁性周波数)に強く依存します。この発見は、将来の核融合炉設計において、熱損失を抑えるための重要な知見となります。

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