Classical particle drifts are known to have substantial impacts on fluxes of particles and heat through the edge plasmas in both tokamaks and stellarators. Here we present results from the first dedicated investigation of drift effects in the W7-X stellarator. By comparing similar plasma discharges conducted with a forward- and reverse-directed magnetic field, the impacts of drifts could be isolated through the observation of up-down asymmetries in flux profiles on the divertor targets. In low-density plasmas, the radial locations of the strike lines (i.e. peaks in the target heat flux profiles) exhibited discrepancies of up to 3 cm that reversed upon magnetic field reversal. In addition, asymmetric heat loads were observed in regions of the target that are shadowed by other targets from parallel flux from the core plasma. A comparison of these asymmetric features with the footprints of key topological regions of the edge magnetic field on the divertor suggests that the main driver of the asymmetries at low density is poloidal E × B drift due to radial electric fields in the scrape-off layer and private flux region. In higher-density plasmas, upper and lower targets collected non-ambipolar currents with opposite signs that also inverted upon field reversal. Overall, in these experiments, almost all up-down asymmetry could be attributed to the field reversal and, therefore, field-dependent drifts.
古典的な粒子ドリフトは、トカマクとステラレーターの両方において、エッジプラズマを通る粒子と熱のフラックスに大きな影響を与えることが知られている。本稿では、W7-Xステラレーターにおけるドリフト効果の初の専用調査結果を報告する。順方向および逆方向の磁場で実施した類似のプラズマ放電を比較することにより、ダイバータターゲット上のフラックスプロファイルにおける上下非対称性の観測を通じて、ドリフトの影響を分離することができた。低密度プラズマでは、ストライクライン（すなわちターゲット熱フラックスプロファイルのピーク）の半径方向位置に最大3cmの差異が生じ、この差異は磁場反転に伴って反転した。さらに、コアプラズマからの平行フラックスに対して他のターゲットによって遮蔽されたターゲット領域では、非対称な熱負荷が観測された。これらの非対称な特徴と、ダイバータ上のエッジ磁場の主要な位相的領域のフットプリントとの比較は、低密度における非対称性の主な要因が、スクレイプオフ層およびプライベートフラックス領域における径方向電場によるポロイダルE×Bドリフトであることを示唆している。高密度プラズマでは、上部および下部ターゲットが非両極性電流を収集し、その符号は磁場反転に伴って反転した。全体として、これらの実験において、ほぼすべての上下非対称性は磁場反転に起因し得るものであり、したがって磁場依存性ドリフトに帰属できる。