Plasma profiles across the separatrix and scrape-off layer (SOL) in Alcator C-Mod are examined for a range of plasma densities, currents and magnetic fields in Ohmic L-mode discharges and for a subset of conditions in Ohmic H-mode discharges. In all plasmas, electron pressure gradient scale lengths () exhibit a minimum value just outside the separatrix (i.e. in the near SOL), forming the base of a weak (strong) pedestal in L-mode (H-mode) plasmas. Over a wide range of conditions in Ohmic L-mode discharges, at this location are found to track with a monotonic function of electron collision frequency, when this quantity is normalized according to the framework of electromagnetic fluid drift turbulence (EMFDT) theory. Moreover, at fixed values of normalized collisionality parameter (characterized as the 'diamagnetic parameter', αd), electron pressure gradients in the near SOL increase with plasma current squared, holding the MHD ballooning parameter, αMHD, unchanged. Thus, the state of the near SOL is restricted to a narrow region within this two-parameter phase-space. An implication is that cross-field heat and particle transport are strong functions of these parameters. Indeed, as αd is decreased below ∼0.3, cross-field heat convection increases sharply and competes with parallel heat conduction along open field lines, making high plasma density regions of αMHD–αd space energetically inaccessible. These observations are consistent with the idea that the operational space of the edge plasma, including boundaries associated with the tokamak density limit, is controlled by EMFDT.
Alcator C-Modにおけるセパラトリックスおよびスクレイプオフ層(SOL)にわたるプラズマプロファイルを、オーミックLモード放電における様々なプラズマ密度、電流、磁場、およびオーミックHモード放電における一部の条件について調べた。すべてのプラズマにおいて、電子圧力勾配スケール長()はセパラトリックスのすぐ外側(すなわち近接SOL)で最小値を示し、Lモード(Hモード)プラズマにおける弱い(強い)ペデスタルの底部を形成する。オーミックLモード放電における広範囲の条件にわたって、この量が電磁流体ドリフト乱流(EMFDT)理論の枠組みに従って規格化されるとき、この位置における は電子衝突周波数の単調関数に追従することが見出された。さらに、規格化された衝突性パラメータ(「反磁性パラメータ」αdとして特徴づけられる)の固定値において、近接SOLの電子圧力勾配は、MHDバルーニングパラメータαMHDを一定に保ったまま、プラズマ電流の二乗とともに増加する。したがって、近接SOLの状態は、この2パラメータ位相空間内の狭い領域に制限される。その含意は、磁場横断方向の熱および粒子輸送がこれらのパラメータの強い関数であるということである。実際、αdが∼0.3未満に減少すると、磁場横断方向の熱対流が急激に増加し、開いた磁力線に沿った平行熱伝導と競合するため、αMHD–αd空間の高プラズマ密度領域はエネルギー的に到達不可能になる。これらの観測結果は、トカマク密度限界に関連する境界を含む周辺プラズマの運転空間がEMFDTによって制御されるという考えと整合的である。