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Understanding the core density profile in TCV H-mode plasmas

D Wágner, E Fable, A Pitzschke, O Sauter, H Weisen, the TCV team2012年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Results from a database analysis of H-mode electron density profiles on the Tokamak à Configuration Variable (TCV) under stationary conditions show that the logarithmic electron density gradient increases with collisionality. By contrast, usual observations of H-modes showed that the electron density profiles tend to flatten with increasing collisionality. In this work it is reinforced that the role of collisionality alone, depending on the parameter regime, can be rather weak, and in these dominantly electron heated TCV cases, the electron density gradient is tailored by the underlying turbulence regime, which is mostly determined by the ratio of the electron to ion temperature and that of their gradients. Additionally, mostly in ohmic plasmas, the Ware-pinch can significantly contribute to the density peaking. Qualitative agreement between the predicted density peaking by quasi-linear gyrokinetic simulations and the experimental results is found. Quantitative comparison would necessitate ion temperature measurements, which are lacking in the considered experimental dataset. However, the simulation results show that it is the combination of several effects that influences the density peaking in TCV H-mode plasmas.

日本語訳

定常状態におけるトカマク配置可変(TCV)装置上のHモード電子密度プロファイルのデータベース解析結果は、対数電子密度勾配が衝突度とともに増加することを示している。対照的に、Hモードの通常の観測では、電子密度プロファイルは衝突度の増加に伴って平坦化する傾向があることが示されていた。本研究では、衝突度のみの役割は、パラメータ領域によってはかなり弱くなり得ることが強調される。そして、これらの主として電子加熱されたTCVの場合では、電子密度勾配は、主として電子対イオン温度比およびそれらの勾配比によって決定される基礎となる乱流状態によって調整される。さらに、主としてオーミックプラズマでは、ウェアピンチが密度ピーキングに有意に寄与し得る。準線形ジャイロ運動論シミュレーションによる密度ピーキングの予測と実験結果との間には定性的な一致が見られる。定量的な比較にはイオン温度測定が必要となるが、検討対象の実験データセットにはそれが欠如している。しかしながら、シミュレーション結果は、TCV Hモードプラズマにおける密度ピーキングに影響を与えるのは、複数の効果の組み合わせであることを示している。

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H-modeTCVDensity profiles
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