In this work, we report on the results obtained by measuring several turbulent quantities well inside the plasma edge by means of a Langmuir probe during dynamical rotational transform scans in the TJ-II stellarator, while applying a radial electric field to the edge plasma using a biasing probe. By calculating the intermittence parameter from floating potential measurements, we are able to identify a major low order rational surface and hence relate the probe measurements to the local value of the rotational transform. Based on the former, we are able to show that the poloidal plasma velocity (and hence radial electric field) has a significant radial structure that is clearly related to the rotational transform profile and in particular the lowest order rational surfaces in the range studied. The poloidal velocity is also affected by the edge biasing. The particle flux Γ was also found to exhibit a radial pattern, as did the flow shear suppression term , but the relation of the former to the low-order rational surfaces was less clear. We surmise that this lack of direct correspondence is due to an unknown term in the turbulence evolution equation: the instability growth rate, γ. We make use of a reduced Magnetohydrodynamic turbulence model to interpret the results. Overall, a picture is obtained in which the plasma self-organizes towards a state with a clear radial pattern of the radial electric field, in line with expectations from some numerical studies describing the spontaneous formation of an 'E × B staircase', consisting of alternating layers with fast and slow radial transport. In this state, the radial profiles of various quantities (density, temperature, pressure) will not be smooth.
本研究では、TJ-IIステラレータにおける動的回転変換スキャン中に、バイアシングプローブを用いて周辺プラズマに径方向電界を印加しつつ、Langmuirプローブによってプラズマエッジのかなり内部でいくつかの乱流量を測定することによって得られた結果を報告する。浮遊電位測定から間欠性パラメータを計算することにより、主要な低次有理面を特定し、それによってプローブ測定値を回転変換の局所値に関連付けることができる。前者に基づき、ポロイダルプラズマ速度（したがって径方向電界）は、回転変換プロファイル、特に調べた範囲における最低次の有理面に明確に関連する有意な径方向構造を持つことを示すことができる。ポロイダル速度はまた、エッジバイアシングの影響を受ける。粒子束Γも、フローシア抑制項と同様に径方向パターンを示すことが見出されたが、前者の低次有理面との関係はあまり明確ではなかった。この直接的な対応の欠如は、乱流発展方程式における未知の項、すなわち不安定性成長率γによるものと推測される。結果を解釈するために、簡約化された電磁流体力学乱流モデルを用いる。全体として、プラズマが、速い径方向輸送と遅い径方向輸送の交互層からなる「E×B階段」の自発的形成を記述するいくつかの数値研究からの予想に沿って、径方向電界の明確な径方向パターンを有する状態へ自己組織化するという描像が得られる。この状態では、様々な量（密度、温度、圧力）の径方向プロファイルは滑らかではない。