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Main ion and impurity edge profile evolution across the L- to H-mode transition on DIII-D

S R Haskey, B A Grierson, C Chrystal, A Ashourvan, K H Burrell, R J Groebner, E A Belli, L Stagner, D J Battaglia, T Stoltzfus-Dueck2018年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Detailed measurements of the main ion () and impurity ion () evolution during the development of the H-mode pedestal across an L–H transition show significant differences in toroidal rotation, density, and temperature profiles in the pedestal region on DIII-D. While both species experience a slow toroidal spin up at constant input neutral beam injected torque, the  toroidal rotation develops a non monotonic notch feature and lower toroidal rotation near the plasma edge immediately following the L–H transition. This feature is not present in the main ion rotation that instead, depending on plasma parameters, can show a flat or peaked rotation near the separatrix. The  and  temperature profiles show a similar evolution; however, the D+ temperature is lower than the  temperature at the separatrix in both L and H-mode which may be due to cooling of  via charge exchange with cold edge deuterium neutrals. Local neoclassical predictions of the main ion toroidal rotation based on the impurity properties show good agreement with direct measurements at the pedestal top for a lower power, higher collisionality case but can diverge significantly in the steep gradient region for the two shots studied here. These observations highlight the importance of directly measuring the properties of the main ion species at the plasma edge.

日本語訳

DIII-DにおけるL-H遷移を横断したHモードペデスタル発達中の主イオン()および不純物イオン()の時間発展の詳細な測定により、ペデスタル領域におけるトロイダル回転、密度、温度プロファイルに有意な差異が示された。両種のイオンは、一定の入射中性粒子ビームトルクのもとでゆっくりとしたトロイダル方向のスピンアップを経験する一方、主イオンのトロイダル回転はL-H遷移直後に非単調なノッチ状の特徴とプラズマ端近傍でのより低いトロイダル回転を発達させる。この特徴は、プラズマパラメータに応じてセパラトリクス近傍で平坦またはピーク状の回転を示すことがある不純物イオンの回転には見られない。温度プロファイルは類似した時間発展を示すが、D+温度はLモードとHモードの両方においてセパラトリクスで不純物イオン温度よりも低く、これは冷たい重水素端部中性粒子との電荷交換による冷却に起因する可能性がある。主イオンのトロイダル回転に対する局所ネオクラシカル予測は、不純物イオンの特性に基づく場合、低パワー・高衝突度のケースではペデスタル頂部で直接測定と良好な一致を示すが、本研究で検討した2つの放電において急峻な勾配領域では大きく乖離し得る。これらの観測結果は、プラズマ端部における主イオン種の特性を直接測定することの重要性を強調するものである。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)

wiki

DIII-DImpurityH-mode
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