The first experimental assessment of low-Z impurity transport in a neutral beam heated, high-confinement H-mode plasma sustained in a low-field, low-aspect ratio spherical tokamak, was performed at the National Spherical Torus Experiment (NSTX). The injected impurities penetrate to the core on a hundred millisecond time scale, indicating a low core particle diffusivity (≲1 m2 s−1) in good agreement with the values predicted by neoclassical transport theory. In addition, a fixed q-profile magnetic field scan that showed reduced impurity penetration at high fields is also reported. This result suggests that anomalous ion particle transport associated with turbulent long-wavelength electrostatic instabilities must be largely suppressed in the NSTX core.
核融合研究における低Z不純物輸送の初の実験的評価が、低磁場・低アスペクト比の球状トカマクにおいて、中性粒子ビーム加熱による高閉じ込めHモードプラズマで実施され、これは国立球状トカマク実験装置(NSTX)で行われた。注入された不純物は、約100ミリ秒の時間スケールでコア領域に浸透し、これはコアにおける粒子拡散係数が約1 m²/s以下であることを示しており、新古典輸送理論による予測値と良好な一致を示した。さらに、qプロファイルを固定した磁場走査実験では、高磁場条件下で不純物のコアへの浸透が抑制されることが観測された。この結果は、乱流に起因する長波長の静電不安定性に伴う異常粒子輸送が、NSTXのコア領域では大幅に抑制されていることを示唆している。