Gas puff imaging (GPI) has been routinely operated since the installation of the water-cooled high heat flux divertor in the Wendelstein 7-X (W7-X) stellarator. GPI provides the first systematic, two-dimensional experimental characterization of perpendicular plasma flows in the magnetic island divertor scrape-off layer (SOL) on W7-X. Using spatiotemporal analysis of turbulent fluctuations, we find that, across magnetic configurations and plasma scenarios, poloidal flows ubiquitously dominate over radial flows, with typical poloidal velocities of order km s. In contrast to tokamaks, radially propagating blob filaments are not observed, consistent with the predominantly normal fluctuation statistics measured in the island SOL. Net radial motion is detected only in the vicinity of an X-point of the magnetic island, which is accessed in a low-iota magnetic configuration by the present GPI field-of-view. In general, the poloidal flow profiles in the island SOL exhibit a complex structure, with multiple counter-propagating flow channels as narrow as 1 cm. The experimental parameters that order the observed poloidal flow structure near island O-points are investigated. Both the magnitude of the poloidal velocity and the number of shear layers, as well as their radial location, depend sensitively on the size and position of the magnetic islands, as well as on the toroidal current, plasma density, and toroidal field direction. These results demonstrate that cross-field transport in the W7-X island divertor SOL is correlated primarily with topology-driven sheared flows, rather than by radial filamentary transport, and provide the first experimental documentation of the complex, shear-layer-dominated flow dynamics in the island divertor over a wide range of plasma conditions.
ガスパフイメージング（GPI）は、Wendelstein 7-X（W7-X）ステラレータにおける水冷式高熱流束ダイバータの設置以来、定常的に運用されてきた。GPIは、W7-Xの磁気島ダイバータ・スクレイプオフ層（SOL）における垂直方向のプラズマ流の、初めての系統的な二次元実験的特徴付けを提供する。乱流揺動の時空間解析を用いて、我々は、磁気配位およびプラズマシナリオにわたって、ポロイダル流がラジアル流を普遍的に支配し、典型的なポロイダル速度はkm sのオーダーであることを見いだした。トカマクとは対照的に、ラジアル方向に伝播するブロブフィラメントは観測されず、これは島SOLで測定された主に正常な揺動統計と整合する。正味のラジアル運動は、磁気島のX点の近傍でのみ検出され、そのX点は、現在のGPI視野によって低イオタ磁気配位においてアクセスされる。一般に、島SOLにおけるポロイダル流プロファイルは複雑な構造を示し、幅が1 cm という狭い複数の逆向き伝播流チャネルを伴う。島のO点近傍で観測されるポロイダル流構造を秩序づける実験パラメータが調査される。ポロイダル速度の大きさとせん断層の数の両方、ならびにそれらのラジアル位置は、磁気島のサイズと位置、ならびにトロイダル電流、プラズマ密度、およびトロイダル磁場方向に敏感に依存する。これらの結果は、W7-X島ダイバータSOLにおける磁場横断輸送が、ラジアルフィラメント輸送ではなく、主にトポロジー駆動のせん断流と相関していることを実証し、広範囲のプラズマ条件にわたる島ダイバータにおける複雑でせん断層が支配的な流動ダイナミクスの最初の実験的記録を提供する。