We assess the turbulent particle transport being responsible for the limitation of the confinement and, thus, the overall performance of the neoclassically optimized stellarator Wendelstein 7-X. The radial particle transport is experimentally inferred from the evaluation of impurity injection into turbulence reduced and enhanced plasma scenarios revealing a completely different confinement behavior. The impact of the density gradient on the turbulent ion transport is theoretically estimated using large-scale non-linear gyro-kinetic simulations enabling, for the first time in Wendelstein 7-X, a quantitative comparison to the experimentally assessed impurity transport properties. We demonstrate that impurity transport in most of the Wendelstein 7-X discharges, up to now impossible to cover only with neoclassical estimations, is dominated by turbulence and can be modelled via gyro-kinetic simulations.
我々は、閉じ込めの制限、ひいては新古典的に最適化された恒星器Wendelstein 7-Xの全体性能の原因となる乱流粒子輸送を評価する。半径方向の粒子輸送は、乱流が低減および増強されたプラズマシナリオへの不純物注入の評価から実験的に推定され、完全に異なる閉じ込め挙動が明らかになる。密度勾配が乱流イオン輸送に及ぼす影響は、大規模非線形ジャイロ運動論シミュレーションを用いて理論的に推定され、Wendelstein 7-Xにおいて初めて、実験的に評価された不純物輸送特性との定量的比較が可能となる。我々は、これまで新古典的推定のみではカバーすることが不可能であったWendelstein 7-Xのほとんどの放電における不純物輸送が、乱流によって支配され、ジャイロ運動論シミュレーションによってモデル化できることを実証する。