In the Wendelstein 7-X stellarator (W7-X), two related global low-frequency electromagnetic oscillations are observed on many diagnostic systems (e.g. plasma stored energy, Mirnov coils, Langmuir probes, etc). The activity is related to the presence of magnetic islands at certain radii. However, in contrast to initial analyses in earlier works, the mode activity is not localized at the magnetic islands, but rather of an m = 1 type in the plasma outer-core. We observe a strong cross-correlation between electron temperature fluctuations in the confined plasma region, measured with electron cyclotron emission radiometer, and scrape-off layer fluctuations measured with electric probes. Two limiting cases of the mode activity can be observed based on magnetic configuration. A quasi-continuous (QC) mode case, with frequencies of typically some , is found in configurations that have a magnetic island chain at the last closed flux surface (LCFS). The mode frequency is found to increase linearly with the core electron temperature and decrease with increasing electron density. In contrast, for magnetic configurations with the magnetic island chain just inside the LCFS, the mode activity becomes bursty and intermittent, exhibiting a crash-event like signature. Although these intermittent events are less frequent, more plasma stored energy is lost per event compared to a period of the QC oscillations. The intermittent oscillations are observable as a broadband modulation in turbulence spectra on most diagnostic systems. The presence of these intermittent bursts goes along with an improved energy confinement in the plasma, superficially resembling H-mode and Edge Localized Modes in tokamaks. A self-limiting process is proposed as an explanation of the intermittent oscillations based on observed ejection of particles during each crash event, which leads to steepening of density profiles and temporary suppression of ion temperature gradient turbulence and in turn suppression of turbulence driven m = 1 mode causing the crash.
Wendelstein 7-Xステラレータ(W7-X)では、多くの診断システム(例えば、プラズマ蓄積エネルギー、ミルノフコイル、ラングミュアプローブなど)において、関連した2つの大域的低周波電磁振動が観測される。この活動は、特定の半径における磁気島の存在に関連している。しかしながら、初期の研究における最初の解析とは対照的に、モード活動は磁気島に局在するのではなく、プラズマ外側コアにおけるm = 1型である。我々は、電子サイクロトロン放射ラジオメータで測定された閉じ込めプラズマ領域の電子温度揺動と、電気プローブで測定されたスクレイプオフ層揺動との間に強い相互相関を観測する。モード活動の2つの極限的なケースが磁気配位に基づいて観測され得る。準連続(QC)モードケースは、典型的に数 , の周波数を持ち、最終閉磁気面(LCFS)に 磁気島鎖を有する配位で見られる。モード周波数は、コア電子温度とともに線形に増加し、電子密度の増加とともに減少することが見出される。対照的に、 磁気島鎖がLCFSのすぐ内側にある磁気配位では、モード活動はバースティ的かつ断続的になり、クラッシュイベント様のシグネチャを示す。これらの断続的イベントは頻度は低いが、QC振動の1周期と比較して、イベント当たりにより多くのプラズマ蓄積エネルギーが失われる。断続的振動は、ほとんどの診断システムにおける乱流スペクトルの広帯域変調として観測可能である。これらの断続的バーストの存在は、プラズマにおけるエネルギー閉じ込めの改善を伴い、表面的にはトカマクにおけるHモードおよびエッジ局在モードに類似している。自己制限プロセスが、各クラッシュイベント中に観測される粒子放出に基づいて断続的振動の説明として提案されており、これは密度プロファイルの急峻化とイオン温度勾配乱流の一時的抑制、ひいてはクラッシュを引き起こす乱流駆動m = 1モードの抑制をもたらす。