The effect of impurity ions on the coupling between geodesic acoustic mode (GAM) zonal flow and local turbulent transport has been studied using a Langmuir probe array in HL-2A ohmically heated deuterium plasmas. The experimental results illustrate that both the frequency and amplitude level of the GAM zonal flow significantly reduce with increase in the carbon ion concentration, which is qualitatively consistent with theoretical predictions (Xie et al 2018 Plasma Phys. Control. Fusion60 025015). Meanwhile less energy is transferred from turbulence to GAM zonal flow due to the reduction in tilting and stretching of the turbulent vortex. Consequently, the impurity ions enhance the turbulence and turbulent transport owing to the reduced GAM zonal flow, as demonstrated by experiment. The experimental results presented here therefore reveal the dual roles played by impurity ions in the dynamics of GAM zonal flow, which could contribute to the understanding of inherent mechanisms governing turbulent transport in the presence of impurity ions.
不純物イオンが測地音響モード（GAM）帯状流と局所乱流輸送の間の結合に及ぼす影響が、HL-2Aオーミック加熱重水素プラズマにおいてラングミュアプローブアレイを用いて研究された。実験結果は、GAM帯状流の周波数と振幅の両方が、炭素不純物イオン濃度の増加とともに有意に減少することを示しており、これは理論的予測（Xie et al 2018 Plasma Phys. Control. Fusion 60 025015）と定性的に一致している。一方で、乱流渦の傾斜と伸張の減少により、乱流からGAM帯状流へのエネルギー伝達は減少する。結果として、不純物イオンは、GAM帯状流の減少を通じて乱流と乱流輸送を増強する。ここに示された実験結果は、不純物イオンがGAM帯状流の動力学において果たす二重の役割を明らかにしており、これは不純物イオン存在下での乱流輸送の支配機構の理解に貢献し得る。