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Progress in characterization of the pedestal stability and turbulence during the edge-localized-mode cycle on National Spherical Torus Experiment

A. Diallo, J. Canik, T. Göerler, S.-H. Ku, G.J. Kramer, T. Osborne, P. Snyder, D.R. Smith, W. Guttenfelder, R.E. Bell2013年被引用 27Nuclear FusionIF 3出版社

Progress in characterizing the edge stability and properties of the microinstabilities responsible for enhanced transport in the pedestal region is reported. The stability of the pedestal is characterized in high performance discharges on National Spherical Torus Experiment. These high performance plasmas are found to be ideal kink-peeling and ideal infinite-n ballooning unstable prior to the onset of edge-localized modes (ELM). The spatial structure of turbulence present during an ELM cycle in the pedestal region indicates poloidal spatial scales propagating in the ion diamagnetic drift direction at the pedestal top, and radial spatial scales . These propagating spatial scales are found to be poloidally elongated and consistent with ion-scale microturbulence. Both global and local gyrokinetic simulations have been performed to identify the microturbulence structure. The local gyrokinetic analysis indicates the presence of a linearly unstable hybrid kinetic ballooning mode and trapped electron mode with spatial scale and propagation direction consistent with experimental observations. In the global gyrokinetic analysis, the nonlinearly saturated potential fluctuations show radial and poloidal correlation lengths in agreement with experimental density fluctuation correlation length measurements.

日本語訳

ペデスタル領域における輸送増大の原因となる微視的不安定性の特性とエッジ安定性の解明における進展が報告されている。ナショナル球状トーラス実験装置(NSTX)における高性能放電でのペデスタルの安定性が特徴づけられている。これらの高性能プラズマは、エッジ局在モード(ELM)の発生前に理想キンク・ピーリング不安定性および理想的な無限大nバルーニング不安定性に対して不安定であることが見出された。ELMサイクル中におけるペデスタル領域の乱流の空間構造は、ペデスタル頂部においてイオン反磁性ドリフト方向に伝播するポロイダル方向の空間スケールと、ラジアル方向の空間スケールを示している。これらの伝播する空間スケールは、ポロイダル方向に伸長しており、イオンスケールの微視的乱流と一致することが見出された。微視的乱流構造を同定するために、大域的および局所的ジャイロ運動論的シミュレーションが実施された。局所的ジャイロ運動論的解析は、実験観測と一致する空間スケールと伝播方向を持つ、線形不安定なハイブリッド型キンク・バルーニングモードおよび捕捉電子モードの存在を示している。大域的ジャイロ運動論的解析では、非線形的に飽和したポテンシャル変動が、実験による密度揺動の相関長測定と一致するラジアル方向およびポロイダル方向の相関長を示している。

装置

nstx-u高精度(タイトル一致)

wiki

Edge localized modePedestalNSTXSpherical torus
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