This study investigates the dependence of the radial electric field (Er) on the line-averaged density in JET L-mode plasmas, utilizing Doppler backscattering measurements. Density ramp discharges up to the density limit are analyzed to investigate the physical processes that determine the edge Er profile. At low densities, the Er profile at the midplane exhibits a pronounced peak in the near scrape-off layer (SOL) and a shallow well inside the separatrix. As density increases, the SOL Er peak diminishes quickly and the Er well deepens until a Greenwald fraction of fGW ≈ 0.8, followed by a slight reduction near the density limit. Our findings indicate that no collapse of edge flow shear occurs prior to the density limit onset, within a time scale of 10 ms. The Er at the divertor target does not appear to play a significant role in the density limit as it is only significant in the low recycling regime, not changing appreciably above fGW ≈ 0.35. A steep edge density gradient persists up to fGW ≈ 0.95 with the density limit disruption onset coinciding roughly with a reduction in the pedestal top density. The edge E × B shear appears to be sufficient to maintain a steep density gradient region near the density limit. Finally, it is shown that the density limit is not due to a reduction in the shear induced by oscillating flows, as the amplitude of the geodesic acoustic modes vanishes around fGW ≈ 0.5.
本研究は、ドップラー後方散乱測定を用いて、JET Lモードプラズマにおける径電場(Er)の線平均密度への依存性を調査するものである。密度限界までの密度ランプ放電を解析し、エッジErプロファイルを決定する物理過程を調べる。低密度では、中平面におけるErプロファイルは、スクレイプオフ層(SOL)近傍で顕著なピークを示し、セパラトリクス内側では浅い井戸を示す。密度が増加するにつれて、SOLのErピークは急速に減少し、Er井戸はGreenwald割合fGW ≈ 0.8まで深くなり、その後密度限界近くでわずかに減少する。我々の知見は、密度限界開始前に、10 msの時間スケール内でエッジ流せん断の崩壊が起こらないことを示している。ダイバータターゲットでのErは、低リサイクリング領域でのみ有意であり、fGW ≈ 0.35以上ではほとんど変化しないため、密度限界において重要な役割を果たさないようである。急峻なエッジ密度勾配はfGW ≈ 0.95まで持続し、密度限界ディスラプションの開始はペデスタル上部密度の減少とほぼ一致する。エッジのE × Bせん断は、密度限界近くの急峻な密度勾配領域を維持するのに十分であるように思われる。最後に、測地線音響モードの振幅がfGW ≈ 0.5付近で消滅するため、密度限界は振動流によって誘起されるせん断の減少によるものではないことが示される。