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Disentangling core and edge mechanisms of the density limit in DIII-D negative triangularity plasmas

R. Hong, P.H. Diamond, O. Sauter, J. Chen, F. Khabanov, Z. Li, D. Liu, A. Marinoni, G.R. McKee, T.L. Rhodes2026年1月Nuclear FusionIF 3出版社

The density limit is investigated in the DIII-D negative triangularity plasmas which lack a standard H-mode edge. We find the limit may not be a singular disruptive boundary but a multifaceted density saturation phenomenon governed by distinct core and edge transport mechanisms. Sustained, non-disruptive operation is achieved at densities up to 1.8 times the Greenwald limit () until the termination of auxiliary heating. Systematic power scans show distinct power scalings for the core () and edge () density limits. The edge density saturation is triggered by the onset of a non-disruptive, high-field side radiation front and the associated cooling, which clamps the edge density below . In contrast, the core density continues to rise until it saturates, a state characterized by enhanced core turbulence. Core transport evolves from a diffusive to an intermittent, avalanche-like state, as indicated by heavy-tailed probability density functions (kurtosis ≈ 6), increased Hurst exponents, and a -type power spectrum. These findings suggest that the density limit in the low-confinement regime is determined by a combination of edge radiative cooling and core turbulent transport. This distinction provides separate targets for control strategies aimed at extending the operational space of future fusion devices.

日本語訳

密度限界は、標準的なHモードエッジを欠くDIII-D負三角形度プラズマにおいて調査される。我々は、その限界は単一のディスラプション境界ではなく、異なるコアおよびエッジ輸送機構によって支配される多面的な密度飽和現象である可能性を見出す。持続的で非ディスラプティブな運転は、補助加熱の終了まで、グリーンワルド限界の1.8倍()の密度まで達成される。体系的なパワースキャンは、コア()およびエッジ()密度限界に対する異なるパワースケーリングを示す。エッジ密度飽和は、非ディスラプティブな高磁場側放射フロントとそれに伴う冷却の開始によって引き起こされ、エッジ密度を()以下に固定する。対照的に、コア密度は飽和するまで上昇し続け、その状態は強化されたコア乱流によって特徴づけられる。コア輸送は、拡散的から間欠的でアバランシェ様の状態へと発展する。これは、重い裾を持つ確率密度関数(尖度≈6)、増加したハースト指数、および()型パワースペクトルによって示される。これらの発見は、低閉じ込め状態における密度限界が、エッジ放射冷却とコア乱流輸送の組み合わせによって決定されることを示唆している。この区別は、将来の核融合装置の運転領域を拡大することを目的とした制御戦略に対して、個別のターゲットを提供する。

装置

diii-d高精度(タイトル一致)

wiki

DIII-DTriangularityDensity limitNegative triangularity

AIによる論文要約

DIII-D負三角形プラズマにおける密度限界のコアとエッジメカニズムの解明
JA核融合プラズマ研究者、特に密度限界や負三角形配位に興味を持つ学生や研究者#核融合 #プラズマ物理 #密度限界 #DIII-D #負三角形
LLM向け: {"Title": "DIII-D負三角形プラズマにおける密度限界のコアとエッジ機構の解明", "Authors": "不明", "Research Objec…

DIII-Dの負三角形プラズマでは、標準的なHモード端がなく、密度限界は単一の破壊的境界ではなく、コアとエッジの異なる輸送機構による多面的な密度飽和現象であることが分かりました。補助加熱終了まで非破壊的な運転がグリーンワルド限界の1.8倍まで達成されました。エッジ密度飽和は高磁場側の放射前面と冷却によって引き起こされ、コア密度飽和は間欠的なアバランシェ状の乱流によって特徴づけられます。これらの発見は、将来の核融合装置の運転領域拡大のための制御戦略に別々のターゲットを提供します。

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