Non-local heat transport experiments were performed in Alcator C-Mod ohmic L-mode plasmas by inducing edge cooling with laser blow-off impurity (CaF2) injection. The non-local effect, a cooling of the edge electron temperature with a rapid rise of the central electron temperature, which contradicts the assumption of 'local' transport, was observed in low collisionality linear ohmic confinement (LOC) regime plasmas. Transport analysis shows this phenomenon can be explained either by a fast drop of the core diffusivity, or the sudden appearance of a heat pinch. In high collisionality saturated ohmic confinement (SOC) regime plasmas, the thermal transport becomes 'local': the central electron temperature drops on the energy confinement time scale in response to the edge cooling. Measurements from a high resolution imaging x-ray spectrometer show that the ion temperature has a similar behaviour as the electron temperature in response to edge cooling, and that the transition density of non-locality correlates with the rotation reversal critical density. This connection may indicate the possible connection between thermal and momentum transport, which is also linked to a transition in turbulence dominance between trapped electron modes (TEMs) and ion temperature gradient (ITG) modes. Experiments with repetitive cold pulses in one discharge were also performed to allow Fourier analysis and to provide details of cold front propagation. These modulation experiments showed in LOC plasmas that the electron thermal transport is not purely diffusive, while in SOC the electron thermal transport is more diffusive like. Linear gyrokinetic simulations suggest the turbulence outside r/a = 0.75 changes from TEM dominance in LOC plasmas to ITG mode dominance in SOC plasmas.
非局所熱輸送実験は、Alcator C-ModオーミックLモードプラズマにおいて、レーザーブローオフ不純物(CaF₂)入射による端部冷却を誘起して実施された。非局所効果、すなわち端部電子温度の低下に伴い中心電子温度が急速に上昇する現象は、低衝突度線形オーミック閉じ込め(LOC)領域のプラズマにおいて観測され、これは「局所」輸送の仮定と矛盾するものである。輸送解析により、この現象はコア領域の拡散係数の急激な低下、あるいは熱ピンチの突発的な出現のいずれかによって説明可能であることが示された。高衝突度飽和オーミック閉じ込め(SOC)領域のプラズマでは、熱輸送は「局所」的となり、端部冷却に対して中心電子温度はエネルギー閉じ込め時間スケールで低下する。高分解能イメージングX線分光器による測定から、イオン温度も端部冷却に対して電子温度と同様の挙動を示すこと、また非局所性の遷移密度が回転反転の臨界密度と相関することが明らかとなった。この相関は、熱輸送と運動量輸送の間の可能な関連性を示唆しており、これは閉じ込められた電子モード(TEM)とイオン温度勾配(ITG)モードの間の乱流支配性の遷移にも関連している。単一放電における反復冷パルス実験も実施され、フーリエ解析による冷パルス伝播の詳細な評価が可能となった。これらの変調実験により、LOCプラズマでは電子熱輸送が純粋に拡散的ではないこと、一方SOCプラズマでは電子熱輸送がより拡散的であることが示された。線形ジャイロ運動論シミュレーションは、r/a = 0.75 外側の乱流が、LOCプラズマにおけるTEM支配からSOCプラズマにおけるITGモード支配へと遷移することを示唆している。