Experimental studies of the dynamics of shear flow and turbulence spreading at the edge of tokamak plasmas are reported. Scans of line-averaged density and plasma current are carried out while approaching the Greenwald density limit on the J-TEXT tokamak. In all scans, when the Greenwald fraction increases, a common feature of enhanced turbulence spreading and edge cooling is found. The result suggests that turbulence spreading is a good indicator of edge cooling, indeed better than turbulent particle transport is. The normalized turbulence spreading power increases significantly when the normalized shearing rate decreases. This indicates that turbulence spreading becomes prominent when the shearing rate is weaker than the turbulence scattering rate. The asymmetry between positive/negative (blobs/holes) spreading events, turbulence spreading power and shear flow are discussed. These results elucidate the important effects of interaction between shear flow and turbulence spreading on plasma edge cooling.
トカマクプラズマの周辺部におけるせん断流と乱流スプレッディングのダイナミクスの実験研究について報告する。J-TEXTトカマクにおいて、グリーンワルド密度限界に近づきながら、線平均密度とプラズマ電流のスキャンを実施した。すべてのスキャンにおいて、グリーンワルド分率が増加すると、乱流スプレッディングの増強と周辺冷却という共通の特徴が見られた。この結果は、乱流スプレッディングが周辺冷却の良い指標であり、実際、乱流粒子輸送よりも優れた指標であることを示唆している。規格化乱流スプレッディングパワーは、規格化せん断率が減少すると有意に増加する。これは、乱流散乱率よりもせん断率が弱いときに、乱流スプレッディングが顕著になることを示している。正/負(ブロブ/ホール)のスプレッディングイベント間の非対称性、乱流スプレッディングパワー、およびせん断流について議議する。これらの結果は、プラズマ周辺冷却に対するせん断流と乱流スプレッディングの相互作用の重要要な効効果を解明するものである。