The present study reveals that the anomalous tungsten particle transport based on the nonlinear gyrokinetic simulations shares some similarities with that of the linear gyrokinetic study, meanwhile there exists some significant differences. In particular, nonlinear excitation of the linearly stable modes plays a non-negligible role in the anomalous tungsten particle transport. The highlighted results are the downshift of the critical density gradient for zero tungsten particle transport and the modification of the poloidal profile of the outward tungsten particle transport, which are both related to the small scale turbulent fluctuations. The former one is due to the outward particle convection produced by the linearly stable modes. The later one is brought by both the linearly stable modes and the large-scale eddies with finite ballooning angle, which flatten the poloidal profile of the particle diffusion and further shift the peak positions of the strongest outward particle transport to the high poloidal angle regions.
本研究は、非線形ジャイロ運動論シミュレーションに基づく異常タングステン粒子輸送が、線形ジャイロ運動論的研究のそれと類似点を共有する一方で、いくつかの重要な相違点も存在することを明らかにする。特に、線形成長安定モードの非線形励起は、異常タングステン粒子輸送において無視できない役割を果たす。注目すべき結果は、ゼロタングステン粒子輸送に対する臨界密度勾配の下方シフトと、外向きタングステン粒子輸送のポロイダル分布の修正であり、これらは両方とも小スケールの乱流揺らぎに関連している。前者は、線形成長安定モードによって生成される外向きの粒子対流によるものである。後者は、線形成長安定モードと、有限のバルーニング角を持つ大規模渦の両方によってもたらされ、これらは粒子拡散のポロイダル分布を平坦化し、さらに最も強い外向き粒子輸送のピーク位置を高ポロイダル角度領域へとシフトさせる。