WEST L-mode plasmas with dominant electron heating and no core torque source have observed improvements in confinement during boron (B) powder injection. These results are reminiscent of previous powder injection experiments on other devices and gaseous impurity seeding experiments on WEST. During powder injection, the stored energy increased up to 25% due to enhanced ion and electron heat and particle confinement. The improvements in confinement were not indicative of an L-H transition. To identify the dominant mechanisms and the causality chain behind these improvements in confinement, we employ interpretative modeling using METIS, predictive integrated modeling using a high-fidelity plasma simulator (HFPS), and stand-alone gyrokinetic simulations using quasi-linear gyrokinetic code. Interpretative modeling with METIS allowed for the estimation of missing data while maintaining good overall consistency with experiment. These results provided the initial conditions for fully predictive flux driven simulations using the HFPS. From these simulations, quasi-linear gyrokinetic analysis was performed at and . Collisionality was found to be a strong candidate for the turbulence suppression mechanism at , while a combination of collisionality and the ratio was found to be the likely mechanism at . The results additionally suggested that increased (through main ion dilution) could play a role in the improved confinement, but this could not be confirmed due to a lack of experimental measurements. The modeling framework established here can now be used to evaluate and exploit a variety of future powder injection experiments.
WEST Lモードプラズマにおいて、支配的な電子加熱とコアトルク源がない状態で、ホウ素(B)粉末入射中の閉じ込め改善が観測された。これらの結果は、他装置での過去の粉末入射実験やWESTでのガス状不純物シーディング実験を彷彿とさせる。粉末入射中、蓄積エネルギーは、イオンおよび電子の熱閉じ込めと粒子閉じ込めの向上により最大25%増加した。閉じ込め改善はL-H遷移を示すものではなかった。これらの閉じ込め改善の背後にある支配的なメカニズムと因果連鎖を特定するために、我々はMETISを用いた解釈的モデリング、高忠実度プラズマシミュレータ(HFPS)を用いた予測的統合モデリング、および準線形ジャイロ運動論コードを用いたスタンドアロンのジャイロ運動論シミュレーションを採用する。METISを用いた解釈的モデリングにより、実験との全体的な整合性を良好に保ちながら、欠損データの推定が可能となった。これらの結果は、HFPSを用いた完全予測的フラックス駆動シミュレーションの初期条件を提供した。これらのシミュレーションから、準線形ジャイロ運動論解析が および で実施された。衝突頻度は、 における乱流抑制メカニズムの有力な候補であることが分かり、一方、衝突頻度と 比の組み合わせが における有力なメカニズムである可能性が示された。さらに、結果は、増加した (主イオン希釈による)が閉じ込め改善に役割を果たす可能性を示唆したが、実験的測定の欠如によりこれを確認することはできなかった。ここで確立されたモデリングフレームワークは、将来のさまざまな粉末入射実験を評価し活用するために使用できる。