Some success has been achieved by F.W. Perkins, W.M. Tang, R.E. Waltz, A. Rogister and others in explaining tokamak transport using drift wave turbulence as the source of the losses in the confinement region, 1 ⪅ q ∼ 2. They obtain solutions to the transport equations with the assumption that some unspecified mechanism — profile consistency — restricts the temperature in the edge region of the plasma. In this paper their work is extended, to include an edge region dominated by rippling modes and resistive ballooning modes, with a confinement zone controlled by trapped electron modes, ηi modes and resistive ballooning modes. Analytic solutions are obtained for the situation in which the source of particles decays exponentially in the plasma and [(1/T) (dT/dr)]/[(l/n) (dn/dr)] ≃ 2 in the confinement region. It is shown that differences in neutral penetration can contribute to a positive mass dependence of confinement for hydrogen isotopes, but these contributions are not enough to explain the strong dependence seen in many circumstances. The combination of the two sets of modes also leads to a form of profile consistency. Although the trapped electron modes and ηi modes can contribute many of the features of Ohmic and auxiliary heated transport — such as τE ∝ , L3, confinement saturation at high densities and some power degradation — they do not lead to the correct density, current and atomic mass dependence to explain all of the features of L-mode scaling. A candidate mode to supplement them is the resistive ballooning mode, which has a strong favourable current dependence and an unfavourable density dependence which, when combined with the more favourable dependence of the other modes, may be the cause of the weak density dependence seen experimentally in the L-mode. The addition of the resistive mode typically reduces the confinement for the drift wave model by a factor of 1.5–2; thus, suppression of resistive modes may be the cause of the L-H transition.
F.W. Perkins、W.M. Tang、R.E. Waltz、A. Rogister らは、閉じ込め領域(1 ⪅ q ∼ 2)における損失の源としてドリフト波乱流を用いてトカマク輸送を説明することにいくらかの成功を収めている。彼らは、特定されていない何らかの機構——プロファイル整合性——がプラズマの端部領域の温度を制限するという仮定のもとで輸送方程式の解を得ている。本論文では、彼らの研究を拡張し、リップリングモードと抵抗性バルーニングモードが支配する端部領域と、閉じ込め領域が捕捉電子モード、ηiモード、抵抗性バルーニングモードによって制御される場合を扱う。粒子源がプラズマ中で指数関数的に減衰し、閉じ込め領域において [(1/T) (dT/dr)]/[(l/n) (dn/dr)] ≃ 2 である状況に対する解析解が得られる。中性粒子の侵入深さの違いが水素同位体の閉じ込めの正の質量依存性に寄与し得ることが示されるが、その寄与は多くの状況で見られる強い依存性を説明するには十分ではない。二組のモードの組み合わせはまた、ある種のプロファイル整合性をもたらす。捕捉電子モードとηiモードは、オーミック加熱および補助加熱輸送の多くの特徴——例えば τE ∝ , L3、高密度での閉じ込め飽和、いくらかのパワー劣化——に寄与し得るが、Lモードスケーリングのすべての特徴を説明するための正しい密度、電流、原子質量依存性には至らない。それらを補う候補モードは抵抗性バルーニングモードであり、これは強い好ましい電流依存性と好ましくない密度依存性を持ち、他のモードのより好ましい依存性と組み合わさることで、実験的にLモードで見られる弱い密度依存性の原因となり得る。抵抗性モードの追加は通常、ドリフト波モデルの閉じ込めを1.5〜2倍減少させる。したがって、抵抗性モードの抑制がL-H遷移の原因である可能性がある。