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Impurity transport, turbulence transitions and intrinsic rotation in Alcator C-Mod plasmas

N T Howard, A E White, M Greenwald, C Holland, J Candy, J E Rice2014年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Linear and nonlinear gyrokinetic simulations are used to probe turbulent impurity transport in intrinsically rotating tokamak plasmas. For this simulation-based study, experimental input parameters are taken from a pair of ICRF heated Alcator C-Mod discharges exhibiting a change in the sign of the normalized toroidal rotation gradient at mid-radius (i.e. a change from hollow to peaked intrinsic rotation profiles). The simulations show that there is no change in the peaking of the calcium impurity between the plasmas with peaked and hollow rotation profiles, suggesting that the impurity transport and the shape of the rotation do not always change together. Furthermore, near mid-radius, r/a = 0.5 (normalized midplane minor radius), the linear and nonlinear gyrokinetic simulations exhibit no evidence of a transition from ion temperature gradient (ITG) to trapped electron mode dominance when the intrinsic rotation profile changes from peaked to hollow. Extensive nonlinear sensitivity analysis is performed, and there is no change in the ITG critical gradient or in the stiffness of ion heat transport with the change in the intrinsic toroidal rotation profile shape, which suggests that the shape of the rotation profile is not dominated by the ITG onset in these cases.

日本語訳

線形および非線形ジャイロ運動論シミュレーションを用いて、固有回転するトカマクプラズマにおける乱流不純物輸送を調べた。このシミュレーションに基づく研究では、実験入力パラメータを、中半径における規格化トロイダル回転勾配の符号変化(すなわち、固有回転プロファイルが中空型からピーク型への変化)を示す、ICRF加熱されたAlcator C-Modの2つの放電から取得した。シミュレーション結果は、ピーク型および中空型の回転プロファイルを持つプラズマ間で、カルシウム不純物のピーキングに変化がないことを示しており、不純物輸送と回転の形状が常に同時に変化するわけではないことを示唆している。さらに、中半径r/a = 0.5(規格化中平面半径)付近では、線形および非線形ジャイロ運動論シミュレーションにおいて、固有回転プロファイルがピーク型から中空型へ変化する際に、イオン温度勾配(ITG)から捕捉電子モード(TEM)への遷移の証拠は見られない。広範な非線形感度解析を実施した結果、固有トロイダル回転プロファイル形状の変化に伴うITG臨界勾配やイオン熱輸送の剛性の変化は見られず、これらの場合において回転プロファイルの形状がITG onsetによって支配されていないことを示唆している。

装置

alcator-c-mod高精度(タイトル一致)

wiki

ImpurityAlcatorC-ModImpurity transportIntrinsic rotation
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