We present a fully Bayesian approach for the inference of radial profiles of impurity transport coefficients and compare its results to neoclassical, gyrofluid and gyrokinetic modeling. Using nested sampling, the Bayesian impurity transport inference (BITE) framework can handle complex parameter spaces with multiple possible solutions, offering great advantages in interpretative power and reliability with respect to previously demonstrated methods. BITE employs a forward model based on the pySTRAHL package, built on the success of the well-known STRAHL code (Dux 2003 Fusion Sci Technol.44 708–15), to simulate impurity transport in magnetically-confined plasmas. In this paper, we focus on calcium (Ca, Z = 20) laser blow-off injections into Alcator C-Mod plasmas. Multiple Ca atomic lines are diagnosed via high-resolution x-ray imaging crystal spectroscopy and vacuum ultra-violet measurements. We analyze a sawtoothing I-mode discharge for which neoclassical and turbulent (quasilinear and non-linear) predictions are also obtained. We find good agreement in diffusion across the entire radial extent, while turbulent convection and density profile peaking are estimated to be larger in experiment than suggested by theory. Efforts and challenges associated with the inference of experimental pedestal impurity transport are discussed.
我々は、不純物輸送係数の動径分布を推定するための完全ベイズ的アプローチを提示し、その結果をジャイロ流体およびジャイロ運動論的モデリングと比較する。ネストサンプリングを用いるベイズ不純物輸送推定（BITE）フレームワークは、複数の可能な解を持つ複雑なパラメータ空間を扱うことができ、従来の手法と比較して解釈力と信頼性において大きな利点をもたらす。BITEは、磁気閉じ込めプラズマ中の不純物輸送をシミュレートするために、よく知られたSTRAHLコード（Dux 2003 Fusion Sci.Technol.44 708–15）の成功に基づいて構築されたpySTRAHLパッケージを採用した前方モデルを用いる。本論文では、Alcator C-Modプラズマへのカルシウム（Ca、Z = 20）レーザーブローオフ注入に焦点を当てる。複数のCa原子輝線は、高分解能X線イメージング分光法および真空紫外分光法によって診断される。我々は、準線形および非線形の乱流予測も得られているIモード放電のソーストーニング解析を行う。拡散係数については、全動径範囲にわたって実験と理論の良好な一致が見られる一方、乱流対流および密度分布のピーキングは、理論が示唆するよりも実験で大きいと推定される。実験的なペデスタル不純物輸送の推定に伴う課題と取り組みについて議論する。