Recent experiments show the impact of resonant magnetic perturbations (RMPs) on the density (Schmitz et al2008 Plasma Phys. Control. Fusion50 124029, Evans et al2008 Nucl. Fusion48 024002, Kirk et al2008 Nucl. Fusion50 024002, Liang et al 2007 Phys. Rev. Lett.98 265004), leading to a so-called density pump-out. Previous comparisons between DIII-D and TEXTOR have focused on the similarities of the deformation of the separatrix and the creation of striations at the intersection of the main chamber wall (Schmitz et al2008 Plasma Phys. Control. Fusion50 124029; Schmitz et al 2009 Phys. Rev. Lett.103 165005). In this paper, we compare the difference in magnitude of the experimentally observed density pump-out in L-mode with H-mode in two diverted tokamaks: MAST and DIII-D. In order to address the differences in magnetic field from the coils, plasma shape and q95 between the two devices, we compute a weighted magnetic diffusion coefficient with a vacuum field line tracing code. This allows us to compare the changes in density pump-out with the weighted magnetic diffusion coefficient, using a simple particle diffusion model. We find that the density pump-out is vastly different in the two confinement regimes, suggesting different particle transport mechanisms. Since one main difference in transport characteristics between L- and H-mode is turbulence, we compare turbulent particle characteristics. We find that in L-mode (MAST) the fluctuations and E × B shear increase at the plasma edge, whereas in H-mode (DIII-D) the fluctuations decrease at the plasma edge. Deeper inside the core, the E × B shear remains similar in L-mode (MAST), whereas a large decrease that quickly saturates with RMP strength is observed in H-mode (DIII-D). These results suggest that the RMP-induced particle transport at the plasma edge in L-mode (MAST) is the result from increases in turbulent particle transport, whereas the results in H-mode (DIII-D) suggest a decrease in turbulent particle transport.
最近の実験は、共鳴磁気摂動（RMP）が密度に与える影響を示している（Schmitzら2008 Plasma Phys. Control. Fusion 50 124002、Evansら2008 Nucl. Fusion 48 024002、Kirkら2008 Nucl. Fusion 50 024002、Liangら2007 Phys. Rev. Lett. 98 265004）。これにより、いわゆる密度ポンプアウトが生じる。DIII-DとTEXTOR間のこれまでの比較は、セパラトリックスの変形と主容器壁との交差部におけるストリエーション形成の類似性に焦点を当ててきた（Schmitzら2008 Plasma Phys. Control. Fusion 50 124002；Schmitzら2009 Phys. Rev. Lett. 103 165005）。本論文では、2つのダイバータ配位トカマク、MASTとDIII-Dにおいて、LモードとHモードでの密度ポンプアウトの実験的に観測された大きさの差異を比較する。両装置間でのコイルからの磁場、プラズマ形状、q95の違いに対処するため、真空磁力線追跡コードを用いて重み付き磁気拡散係数を計算する。これにより、単純な粒子拡散モデルを用いて、密度ポンプアウトの変化を重み付き磁気拡散係数と比較することが可能となる。密度ポンプアウトは2つの閉じ込めレジーム間で大きく異なることがわかり、異なる粒子輸送機構が示唆される。LモードとHモード間の輸送特性の主な違いの1つは乱流であることから、乱流特性を比較する。Lモード（MAST）では、プラズマ端部で揺動とE×Bシアが増加することがわかったが、Hモード（DIII-D）では、プラズマ端部で揺動が減少する。より深部のコア領域では、Lモード（MAST）ではE×Bシアは類似したままであるが、Hモード（DIII-D）ではRMP強度に伴って急速に飽和する大きな減少が観測される。これらの結果は、Lモード（MAST）におけるRMP誘起粒子輸送が乱流粒子輸送の増加に起因することを示唆する一方、Hモード（DIII-D）における結果は乱流粒子輸送の減少を示唆する。