We study localized edge turbulence in the ASDEX Upgrade tokamak that appears if resonant magnetic perturbations (RMP) are applied to suppress edge localized modes (ELMs) in the high confinement mode. The concomitant density fluctuations are detected by microwave reflectometry at the outboard midplane. Two modes can be distinguished, (a) a broadband fluctuation below a threshold of the RMP field amplitude, and (b) a narrow-band quasi-coherent mode (QCM) above the threshold. The broadband fluctuation is toroidally spread out but disappears at the toroidal position of maximum E × B shear in the gradient region. Temporal and spatial correlation along field lines of the midplane density fluctuation and the divertor particle flux suggests that this mode is producing significant particle transport across the gradient region and into the divertor, hence contributing to the plasma density reduction that is often observed when applying RMP fields (the so-called 'pump-out' effect). The QCM is also toroidally localized, its radial extent grows with increasing RMP field amplitude, and leads to further increased divertor particle flux compared to the broadband mode. Our observations suggest that both modes not only play an important role in keeping the plasma density stationary in the absence of ELMs but also to reduce the plasma pressure such that the plasma edge becomes stable against ELMs.
高閉じ込めモードにおいて周辺局在モード(ELMs)を抑制するために共鳴磁場摂動(RMP)が印加されると現れる, ASDEX Upgrade トカマクにおける局在した周辺乱流を我々は研究する。それに伴う密度揺動は, 外側中平面においてマイクロ波反射計により検出される。2つのモードが区別できる。(a) RMP場の振幅の閾値未満での広帯域揺動, および (b) 閾値以上での狭帯域準コヒーレントモード(QCM)である。広帯域揺動はトロイダル方向に広がっているが, 勾配領域におけるE×Bシアが最大となるトロイダル位置では消失する。中平面の密度揺動とダイバータ粒子束との磁力線に沿った時間的および空間的相関は, このモードが勾配領域を横切ってダイバータへの有意な粒子輸送を生み出しており, したがってRMP場を印加した際にしばしば観測されるプラズマ密度減少(いわゆる「ポンプアウト」効果)に寄与していることを示唆している。QCMもトロイダル方向に局在しており, その径方向の広がりはRMP場の振幅の増大とともに成長し, 広帯域モードと比較してダイバータ粒子束をさらに増加させる。我々の観測は, 両モードがELMsがない状態でプラズマ密度を定常に保つのに重要な役割を果たすだけでなく, プラズマ圧力を低下させ, その結果プラズマ周辺部がELMsに対して安定になることも示唆している。