Energy transfer from electron-cyclotron (EC) waves to the plasma is being routinely used in tokamaks to heat and drive current through the electron channel. Technical applications such as magnetohydrodynamic mode mitigation require power deposition with a high degree of localization. However, observations made in tokamaks show a broader distribution of suprathermal electrons than predicted by standard drift-kinetic codes. The present paper explores a possible wave-induced increase of electron turbulent transport that may explain the experimental data, using power-modulated EC waves in the Tokamak à Configuration Variable (TCV). In particular, an indirect measurement of the suprathermal electron population via hard x-rays exhibits an enhanced radial transport with increased wave power. This correlates well with the measured increase of the density fluctuation level during the power pulses, associated with the destabilization of ion temperature gradient modes and trapped electron modes and with stiff electron profiles. Forward bounce-averaged drift-kinetic simulations show that a radial diffusion model directly proportional to the wave power deposition is required to match the experimental data. The power dependency is confirmed by global flux-driven gyro-kinetic simulations using a realistic EC power source, computing turbulent transport from first principles and showing a radial increase of electron transport with increased wave power.
電子サイクロトロン（EC）波からプラズマへのエネルギー移動は、トカマクにおいて電流を駆動し加熱するために日常的に使用されている。磁気流体力学モードの緩和などの技術的応用には、高い局所性を備えたパワー堆積が必要である。しかしながら、トカマクでの観測では、標準的なドリフト運動論コードによる予測よりも広い超熱電子の分布が示されている。本論文では、トカマク・ア・コンフィギュラシオン・バリアブル（TCV）においてパワー変調EC波を用いて、実験データを説明し得る、電子輸送の波動誘起増大の可能性を探る。特に、硬X線による超熱電子集団の間接測定は、波動パワーの増大に伴う半径方向輸送の増強を示している。これは、パワーパルス中の密度擾乱レベルの測定された増大とよく相関しており、イオン温度勾配モードと捕捉電子モードの不安定化、および剛直な電子分布プロファイルと関連している。前方平均ドリフト運動論シミュレーションは、実験データを再現するためには、波動パワー堆積に直接比例する半径方向拡散モデルが必要であることを示している。パワー依存性は、現実的なECパワー源を用いた大域的ジャイロ運動論シミュレーションによって確認され、第一原理から乱流輸送を計算し、波動パワーの増大に伴う電子輸送の半径方向増大を示している。