The impact of plasma shaping on electron heat transport is investigated in TCV L-mode plasmas. The study is motivated by the observation of an increase in the energy confinement time with decreasing plasma triangularity which may not be explained by a change in the temperature gradient induced by changes in the geometry of the flux surfaces. The plasma triangularity is varied over a wide range, from positive to negative values, and various plasmas conditions are explored by changing the total electron cyclotron (EC) heating power and the plasma density. The mid-radius electron heat diffusivity is shown to significantly decrease with decreasing triangularity and, for similar plasma conditions, only half of the EC power is required at a triangularity of −0.4 compared with +0.4 to obtain the same temperature profile. Besides, the observed dependence of the electron heat diffusivity on the electron temperature, electron density and effective charge can be grouped in a unique dependence on the plasma effective collisionality. In summary, the electron heat transport level exhibits a continuous decrease with decreasing triangularity and increasing collisionality. Local gyro-fluid and global gyro-kinetic simulations predict that trapped electron modes are the most unstable modes in these EC heated plasmas with an effective collisionality ranging from 0.2 to 1. The modes stability dependence on the plasma triangularity is investigated.
プラズマ形状が電子熱輸送に及ぼす影響が、TCV Lモードプラズマにおいて調査された。この研究は、プラズマ三角変形度の減少に伴うエネルギー閉じ込め時間の増加という観測結果に動機づけられたものであり、この増加は磁気面の幾何学的形状の変化によって誘起される温度勾配の変化だけでは説明できない可能性がある。プラズマ三角変形度は、負の値から正の値までの広い範囲にわたって変化させられ、全電子サイクロトロン（EC）加熱電力とプラズマ密度を変化させることにより、様々なプラズマ条件が探求された。中間半径における電子熱拡散係数は、三角変形度の減少に伴って有意に低下することが示され、同様のプラズマ条件では、三角変形度が+0.4の場合と比較して-0.4の場合、同じ温度分布を得るために必要なEC電力はわずか半分で済む。さらに、電子熱拡散係数の電子温度、電子密度、実効電荷に対する観測された依存性は、プラズマの有効衝突度に対する単一の依存性としてまとめられることが示された。要約すると、電子熱輸送レベルは、三角変形度の減少と有効衝突度の増加に伴って連続的に低下する。局所ジャイロ流体および大域的ジャイロ運動論的シミュレーションは、有効衝突度が0.2から1の範囲にあるこれらのEC加熱プラズマにおいて、捕捉電子モードが最も不安定なモードであることを予測する。モードの安定性のプラズマ三角変形度に対する依存性が調査された。