Experiments simulating the ITER baseline scenario on the DIII-D tokamak show that torque-free pure electron heating, when coupled to plasmas subject to a net co-current beam torque, affects density fluctuations at electron scales on a sub-confinement time scale, whereas fluctuations at ion scales change only after profiles have evolved to a new stationary state. Modifications to the density fluctuations measured by the phase contrast imaging diagnostic (PCI) are assessed by analyzing the time evolution following the switch-off of electron cyclotron heating (ECH), thus going from mixed beam/ECH to pure neutral beam heating at fixed . Within 20 ms after turning off ECH, the intensity of fluctuations is observed to increase at frequencies higher than 200 kHz; in contrast, fluctuations at lower frequency are seen to decrease in intensity on a longer time scale, after other equilibrium quantities have evolved. Non-linear gyro-kinetic modeling at ion and electron scales scales suggest that, while the low frequency response of the diagnostic is consistent with the dominant ITG modes being weakened by the slow-time increase in flow shear, the high frequency response is due to prompt changes to the electron temperature profile that enhance electron modes and generate a larger heat flux and an inward particle pinch. These results suggest that electron heated regimes in ITER will feature multi-scale fluctuations that might affect fusion performance via modifications to profiles.
DIII-DトカマクにおけるITERベースラインシナリオを模擬した実験は、正味の共方向ビームトルクを受けるプラズマに結合されたトルクフリーの純電子加熱が、閉じ込め時間より短い時間スケールで電子スケールの密度変動に影響を与える一方、イオンスケールの変動は分布が新しい定常状態に発展した後にのみ変化することを示す。位相コントラストイメージング診断(PCI)によって測定された密度変動の変化は、電子サイクロトロン加熱(ECH)の停止後の時間発展を解析することによって評価され、これにより固定された において混合ビーム/ECHから純中性粒子ビーム加熱への遷移が生じる。ECHをオフにしてから20 ms以内に、200 kHzより高い周波数の変動強度が増加することが観察される。対照的に、より低い周波数の変動は、他の平衡量が発展した後により長い時間スケールで強度が減少することが見られる。イオンおよび電子スケールでの非線形ジャイロ運動論的モデリングは、診断の低周波応答が、フローシアーの緩やかな時間増加によって支配的なITGモードが弱められることと整合的である一方、高周波応答は、電子温度分布の即時的な変化が電子モードを強化し、より大きな熱流束と内向き粒子ピンチを生成することによるものであることを示唆する。これらの結果は、ITERにおける電子加熱された領域では、分布の変更を介して核融合性能に影響を与える可能性のあるマルチスケール変動が特徴となることを示唆している。