Formation of a centrally peaked profile of the ion temperature by impurity seeding has been observed in all the largest tokamaks: JET, JT-60U, TFTR. A possible explanation of this phenomenon is proposed, which takes into account the suppression of ion temperature gradient instability induced anomalous transport through increasing ion effective charge Zeff and Doppler shift of unstable modes, S⊥. The particular importance of the S⊥ component proportional to the temperature gradient, which stems from the pressure gradient and neoclassical poloidal rotation, is elucidated. It is demonstrated that this contribution grows significantly by impurity seeding when the rotation regime changes due to increased collisionality. An interrelation between the heating power density and Zeff necessary for the transition to a peaked ion temperature is found. The modification of radial profiles by impurity seeding is modelled numerically and the results are in agreement with the experimental data from JET.
不純物入射によるイオン温度分布の中心ピーク化が、全ての主要トカマク装置(JET、JT-60U、TFTR)において観測されている。この現象の説明として、イオン有効電荷Zeffの増加によるイオン温度勾配不安定性誘起異常輸送の抑制と、不安定モードのドップラーシフトS⊥を考慮した機構が提案されている。特に、圧力勾配と新古典ポロイダル回転に由来し、温度勾配に比例するS⊥成分の重要性が明らかにされている。衝突性の増加により回転状態が変化する際、この寄与が不純物入射によって顕著に増大することが実証されている。さらに、イオン温度分布のピーク化への遷移に必要な加熱パワー密度とZeffの相互関係が見出されている。不純物入射による動径分布の変化をモデル化した結果、JETにおける実験データと良好な一致が得られている。