A new extensive validation study performed for a modest-beta National Spherical Torus eXperiment (NSTX) neutral beam injection-heated H-mode discharge predicts that electron thermal transport can be entirely explained by short-wavelength electron-scale turbulence fluctuations driven by the electron temperature gradient mode (ETG), both in conditions of strong and weak ETG turbulence drive. Quantitative comparisons between high-k fluctuation measurements (Smith et al 2008 Rev. Sci. Instrum.79 123501) and simulations are performed via a novel synthetic high-k diagnostic. Computationally intensive electron-scale simulations featuring an unusually large domain (Lr, Lθ) ∼ (20, 20)ρs are shown to be required for accurate deployment of the synthetic diagnostic. Ion thermal transport is shown to be close to neoclassical levels, consistent with stable ion-scale turbulence simulations conducted with the GYRO code (Candy and Waltz 2003 J. Comput. Phys.186 545). Electron-scale GYRO simulations are shown to match the thermal power-balance estimates from TRANSP. The frequency spectra characteristics of electron-scale turbulence (spectral peak and width) can be consistently reproduced by the synthetic spectra, but these reveal not to be a critical constraint on the simulation model. The shape of the high-k wavenumber spectrum and the fluctuation level ratio between the strong and weak ETG conditions can also be simultaneously matched by electron-scale simulations within sensitivity scans about the experimental profile values, and result to be great discriminators of the turbulence models analyzed. Together, electron thermal power comparisons and quantitative agreement of electron-scale turbulence spectra give strong evidence supporting electron-scale ETG fluctuations as the main mechanism driving anomalous electron thermal transport in the two outer-core conditions of the modest-beta NSTX H-mode analyzed.
NSTX（National Spherical Torus eXperiment）の中性粒子ビーム入射加熱Hモード放電に対して実施された新たな大規模検証研究は、電子熱輸送が電子温度勾配モード（ETG）によって駆動される短波長の電子スケール乱流のみによって完全に説明できることを予測している。これは、ETG乱流駆動が強い条件と弱い条件の両方において成り立つ。高波数（high-k）ゆらぎ測定（Smith et al 2008 Rev. Sci. Instrum. 79 123501）とシミュレーションとの間の定量的比較は、新規の合成high-k診断法を通じて実施された。この合成診断法の正確な適用には、異常に大きな領域（Lr, Lθ）∼（20, 20）ρsを特徴とする計算集約的な電子スケールシミュレーションが必要であることが示された。イオン熱輸送は新古典レベルに近いことが示され、これはGYROコード（Candy and Waltz 2003 J. Comput. Phys. 186 545）を用いて実施された安定なイオンスケール乱流シミュレーションと整合する。電子スケールのGYROシミュレーションは、TRANSPによる熱パワーバランス評価と一致することが示された。電子スケール乱流の周波数スペクトルの特性（スペクトルピークと幅）は、合成スペクトルによって一貫して再現できるが、これらはシミュレーションモデルに対する決定的な制約条件ではないことが明らかになった。高波数波数スペクトルの形状と、ETG条件が強い場合と弱い場合の間のゆらぎレベルの比は、実験的なプロファイル値の周りの感度走査内で電子スケールシミュレーションによって同時に一致させることができ、これらは解析対象となった乱流モデルの優れた判別指標となる。総合すると、電子熱パワーの比較と電子スケール乱流スペクトルの定量的一致は、解析対象となった中程度ベータNSTX Hモードの二つの外側コア条件において、電子スケールのETGゆらぎが異常電子熱輸送を駆動する主要なメカニズムであるという強力な証拠を提供する。