The first systematic study on the mass dependence of the L mode density limit is reported for JET hydrogen, deuterium and tritium divertor plasmas. The density limit, defined as the density at the onset of the X point MARFE, is found to scale inversely with the ion mass in vertical target configurations, while no isotope effect is found in horizontal target configurations. Two dimensionalnumerical simulations reproduce the observed mass dependence in vertical target discharges. The experiments indicate a coupling between the mass and the power dependence of the L mode density limit. The experimental results are compared with analytic models, which suggest that the ion-neutral transverse collisionality plays a role in the density limit.
JET水素、重水素、トリチウムダイバータプラズマにおけるLモード密度限界の質量依存性に関する最初の系統的研究が報告されている。X点MARFEの発生開始時の密度として定義される密度限界は、垂直ターゲット配列においてイオン質量に反比例してスケールすることが見出された一方、水平ターゲット配列では同位体効果は見られなかった。二次元数値シミュレーションは、垂直ターゲット放電における観測された質量依存性を再現する。実験は、Lモード密度限界の質量依存性と電力依存性の間の結合を示している。実験結果は解析モデルと比較され、イオン-中性粒子の横方向衝突性が密度限界において役割を果たすことが示唆される。