Test particle radial flux surface excursions are reduced during the H-mode. Particle transport is reduced by a factor of 10 in the H-mode, but energy confinement increases are small. In the H-mode the evolution of poloidally resolved turbulent statistics are not explained by published theory. Turbulent momentum transport leads to a concentration of poloidal momentum within the transport barrier, and compressibility leads to poloidal shock-like phenomena. The electron distribution functions may be modified by this shock, leading to kinetic instabilities. A physics-based understanding of the H-mode must therefore include toroidal effects combined with an adequate treatment of particle orbits, plasma compressibility and associated kinetic effects, and at least a two-species model of turbulent transport. The results suggest that rapid poloidal core-plasma rotation could form core transport barriers without reliance on fluid shear or reversed magnetic shear effects.
テスト粒子の動径方向フラックスはHモード中に減少する。粒子輸送はHモードで10倍減少するが、エネルギー閉じ込めの向上は小さい。Hモードにおけるポロイダル方向に分解された乱流統計の時間発展は、既存の理論では説明されない。乱流による運動量輸送は、輸送障壁内でのポロイダル運動量の集中をもたらし、圧縮性はポロイダル方向の衝撃波様現象を引き起こす。電子分布関数はこの衝撃波によって変形され、運動論的不安定性を生じる可能性がある。Hモードの物理に基づく理解には、トロイダル効果と、粒子軌道、プラズマ圧縮性、および関連する運動論的効果の適切な扱いを組み合わせ、さらに少なくとも2流体種を含む乱流輸送モデルが必要である。結果は、高速なポロイダル方向のコアプラズマ回転が、流体シアや逆磁気シア効果に依存せずにコア輸送障壁を形成し得ることを示唆する。