The perpendicular density fluctuation spectrum in the tokamak ASDEX Upgrade was measured with Doppler reflectometry. In this paper, extensive plasma turbulence and microwave propagation simulations with the gene gyro-kinetic code and the ipf-fd3d full-wave code were undertaken to explain the observed spectral shape. It was shown that in this case the X-mode polarisation suffers both from a large nonlinear saturation effect at low-to-intermediate probed wavenumbers, and a super-linear enhancement effect at large wavenumbers. With these effects, we were able to explain the observed discrepancies between the gene perpendicular wavenumber spectra and the Doppler reflectometry derived wavenumber spectra. While the agreement is not perfect, the simulations give guidance on how to interpret X-mode Doppler reflectometry spectra.
周辺垂直密度揺動スペクトルは、トカマクASDEX Upgradeにおいてドップラー反射計を用いて測定された。本論文では、観測されたスペクトル形状を説明するために、ジャイロ運動論コードgeneおよび全波コードipf-fd3dを用いた大規模なプラズマ乱流およびマイクロ波伝搬シミュレーションを実施した。Xモード偏波の場合、低〜中間のプローブ波数領域では大きな非線形飽和効果が、高波数領域では超線形増強効果が生じることが示された。これらの効果を考慮することにより、geneによる垂直波数スペクトルとドップラー反射計から導出された波数スペクトルとの間に観測された不一致を説明することができた。完全な一致には至らないものの、これらのシミュレーションはXモードドップラー反射計スペクトルの解釈に関する指針を与えるものである。