Prior experimental work on the FT-2 tokamak has observed electron density fluctuations at electron Larmor radius scales using the enhanced scattering (ES) diagnostic (Gusakov et al 2006 Plasma Phys. Control. Fusion48 A371–6, Gurchenko and Gusakov 2010 Plasma Phys. Control. Fusion52 124035). Gyrokinetic GENE simulations of conditions at the upper hybrid resonance layer probed by the ES diagnostic show the presence of the anticipated turbulence from the electron temperature gradient (ETG) driven instability in linear and nonlinear simulations. Ion-scale turbulence is responsible for majority of the transport via trapped electron modes, while impurities act to merge the spectrum of the ion and the electron scale instabilities into a continuum. The linear spectrum at electron scales is characterized by maximal growth rate at a significant ballooning angle θ0, and at ion scales the turbulence is broad in the ballooning angle distribution. The neoclassical shearing rate obtained from GENE breaks symmetry in nonlinear simulations of ETG turbulence, which manifests itself as an asymmetric turbulence spectrum. The electron density fluctuation spectrum obtained with GENE corresponds well to the ES measurement at electron scales, as do the fluxes obtained from the ion-scale simulations.
先行研究におけるFT-2トカマクでの実験では、増強散乱（ES）診断法（Gusakov et al 2006 Plasma Phys. Control. Fusion48 A371–6、Gurchenko and Gusakov 2010 Plasma Phys. Control. Fusion52 124035）を用いて、電子ラーモア半径スケールでの電子密度揺動が観測されている。ES診断法によって探査された上部混成共鳴層の条件に対するジャイロ運動論的GENEシミュレーションは、線形および非線形シミュレーションにおいて、電子温度勾配（ETG）駆動不安定性から予想される乱流の存在を示している。イオンスケールの乱流は、捕捉電子モードを介した輸送の大部分を担っている一方、不純物はイオンおよび電子スケールの不安定性のスペクトルを連続体へと融合させる働きをする。電子スケールでの線形スペクトルは、有意なバルーニング角θ₀において最大成長率を示す一方、イオンスケールでは乱流がバルーニング角分布において広がりを持つ。GENEから得られた新古典シアリング率は、ETG乱流の非線形シミュレーションにおいて対称性を破り、非対称な乱流スペクトルとして顕在化する。GENEから得られた電子密度揺動スペクトルは、電子スケールでのES測定結果とよく一致しており、イオンスケールシミュレーションから得られたフラックスも同様に良好な一致を示している。