In this letter, we investigate the impact of edge radial electric fields (Er) on turbulence propagation and the coupling between the plasma edge and the scrape-off layer (SOL) during slow electron–ion–electron root transitions in the TJ-II stellarator. The plasma edge was monitored with a set of electrostatic probes and Doppler reflectometry. It is shown, for the first time, that Er does not only affect the radial turbulence correlation length—a well-known effect—but it is also capable of reducing and nearly blocking the propagation of turbulence from the edge into the SOL. Specifically, in the ion root phase (Er < 0 in the edge), the SOL turbulence penetration depth was strongly reduced, as compared to the electron root phase (Er > 0). This result was obtained using a technique based on the transfer entropy, which quantifies the propagation of information. These observations are considered highly relevant in the framework of the understanding of the mechanisms that determine the SOL width, a vital parameter for future fusion reactors.
本レターでは、TJ-IIステラレータにおける遅い電子–イオン–電子ルート遷移の間の、端部の動径電場(Er)が乱流伝播およびプラズマ端部とスクレイプオフ層(SOL)の結合に与える影響を調査する。プラズマ端部は、一連の静電プローブとドップラー反射計を用いて監視された。Erが動径乱流相関長に影響を与えるだけでなく（これはよく知られた効果である）、端部からSOLへの乱流の伝播を低減し、ほぼ遮断することもできることが、初めて示される。具体的には、イオンルート相（端部でEr < 0）では、SOL乱流浸透深さは、電子ルート相（Er > 0）と比較して強く低減された。この結果は、情報の伝播を定量化する転移エントロピーに基づく手法を用いて得られた。これらの観察結果は、将来の核融合炉にとって極めて重要なパラメータであるSOL幅を決定するメカニズムの理解の枠組みにおいて、非常に重要であると考えられる。