In this paper several transport phenomena are described and explained through a (quasi) linear description of the micro-instabilities. This paper deals with the following phenomena: density peaking, electron heat transport, density pump-out, reactor density profiles and the stabilization of the ion temperature gradient (ITG) mode in transport barriers. Density peaking is observed to increase with decreasing collisionality—a phenomenon that can be explained by the influence of collisions on the trapped electron response. The density pump-out due to central electron heating is observed to occur only if the dominant instability is the trapped electron mode (TEM). The proposed explanation involves the thermo-diffusive contribution to the particle flux which is outwards for the TEM while it is inwards for the ITG. The insight in the density profile behaviour can be used to predict moderately peaked density profiles in a reactor. Collisionality is also found to influence the electron heat flux in discharges with dominant electron heating even at relatively small values of the density. The dominant instability under dominant electron heating is found to be the TEM, and the dependence of the electron heat flux on the electron temperature gradient is reasonably described by the quasi-linear results. At higher density (and collisionality) the growth rate of the TEM is reduced and a transition to a dominant ITG is found. This transition is reflected in the speed of the electron heat pulse propagation. Finally, it has been found that the ITG under experimentally relevant conditions is not stabilized by a uniform radial electric field.
本論文では、いくつかの輸送現象を、微視的不安定性の（準）線形記述を通じて記述し、説明する。本論文では、以下の現象を扱う：密度ピーキング、電子熱輸送、密度ポンプアウト、炉心プラズマ密度分布、輸送障壁におけるイオン温度勾配（ITG）モードの安定化である。密度ピーキングは、衝突周波数が低下するにつれて増加することが観測されており、この現象は捕捉電子応答に対する衝突の影響によって説明できる。中心電子加熱による密度ポンプアウトは、支配的不安定性が捕捉電子モード（TEM）である場合にのみ発生することが観測される。提案される説明には、粒子束への熱拡散的寄与が関与しており、これはTEMでは外向きであるのに対し、ITGでは内向きである。密度分布挙動の知見は、炉心における適度にピーキングした密度分布を予測するために使用できる。衝突周波数はまた、電子加熱が支配的な放電において、密度が比較的小さい値であっても、電子熱流束に影響を与えることが見出された。電子加熱が支配的な条件下での支配的不安定性はTEMであり、電子熱流束の電子温度勾配への依存性は、準線形結果によって合理的に記述される。高密度（および高衝突周波数）では、TEMの成長率は減少し、支配的ITGへの遷移が見出された。この遷移は、電子熱パルス伝播速度に反映される。最後に、実験的に関連する条件下でのITGは、一様な動径電場によっては安定化されないことが見出された。