The dynamics of turbulent filaments in L and ELM-free H-mode in the RFX-mod device operating as a tokamak is discussed in the present work. L-H transition and sustained H-mode have been achieved in the RFX-mod with the aid of an external electrode biasing (Spolaore et al 2017 Nucl. Fusion57 116039). Through advanced statistical techniques, turbulent filaments are detected and tracked from the edge to the scrape-off layer (SOL) in a two-dimension floating potential map (measured with a 2D array of Langmuir probes) related with extreme events of a fixed ion saturation current signal in the SOL. While in L-mode filaments travel almost freely, their motion becomes restricted to the near SOL during the induced biasing H-mode. In this region, the background shear decorrelation time becomes shorter than the convective filament time, favouring its suppression. However, the experimental observation of a nearly 'trapped' monopole potential points out the possible role of the vortex selection mechanism. The sign and magnitude of the turbulent parallel vorticity are consistent with the E × B background vorticity in the SOL in this regime, while in L-mode, the inferred turbulent vorticity is always above the background one. The sparse filamentary transport in the far SOL during H-mode is further confirmed from the measurements of a poloidally symmetric array of electrostatic sensors on the wall. Lastly, the radial velocity of filaments in both regimes was discussed in the framework of analytical scalings. Filaments in L-mode exhibit a reasonable agreement with the sheath-limited regime in the cold ion approximation, with a non-negligible associated parallel current density measured with a set of 3-axial pick-up coils installed in the probe head. In H-mode, the collisionality increases near the separatrix while filaments seem to follow the inertial regime before become trapped.
本論文では、トカマクとして動作するRFX-mod装置における乱流フィラメントのダイナミクスについて論じる。外部電極バイアス（Spolaore et al 2017 Nucl. Fusion57 116039）の支援により、RFX-modにおいてL-H遷移と持続的なHモードが達成されている。高度な統計手法を用いて、2次元浮遊電位マップ（2次元ラングミュアプローブアレイで計測）において、スクレイプオフ層（SOL）における固定イオン飽和電流信号の極端な事象に関連する乱流フィラメントを検出し、追跡した。Lモードではフィラメントがほぼ自由に移動するのに対し、誘起バイアスHモードではその移動が近接SOL領域に制限される。この領域では、背景シア流のデコヒーレンス時間が対流性フィラメント時間より短くなり、その抑制が促進される。しかしながら、ほぼ「捕捉された」単極ポテンシャルの実験的観測は、渦選択機構の可能性を示唆している。乱流平行渦度の符号と大きさは、この領域におけるSOLのE×B背景渦度と一致する一方、Lモードでは、推定された乱流渦度は常に背景渦度よりも大きい。Hモード中の遠方SOLにおける疎なフィラメント輸送は、壁面に設置されたポロイダル対称な静電プローブアレイの計測によってさらに確認された。最後に、両レジームにおけるフィラメントの動径速度を解析的スケーリングの枠組みで議論した。Lモードのフィラメントは、プローブヘッドに搭載された3軸ピックアップコイル群で計測された無視できない平行電流密度を伴い、冷イオン近似におけるシース制限レジームと合理的な一致を示す。Hモードでは、セパラトリクス近傍で衝突性が増加する一方、フィラメントは捕捉される前に慣性レジームに従うように見える。