The turbulent transport of main ion and trace impurities in a tokamak device in the presence of steep electron density gradients has been studied. The parameters are chosen for trapped electron mode turbulence, driven primarily by steep electron density gradients relevant to H-mode physics. Results obtained through nonlinear and quasilinear gyrokinetic simulations using the GENE code are compared with results obtained from a fluid model. Impurity transport is studied by examining the balance of convective and diffusive transport, as quantified by the density gradient corresponding to zero particle flux (impurity peaking factor). Scalings are obtained for the impurity peaking with the background electron density gradient and the impurity charge number. It is shown that the impurity peaking factor is weakly dependent on impurity charge and significantly smaller than the driving electron density gradient.
トカマク装置において、急峻な電子密度勾配の存在下での主イオンおよび微量不純物の乱流輸送が研究された。パラメータは、Hモード物理に関連する急峻な電子密度勾配によって主に駆動される捕捉電子モード乱流に対して選択されている。GENEコードを用いた非線形および準線形ジャイロ運動論的シミュレーションによって得られた結果は、流体モデルから得られた結果と比較される。不純物輸送は、ゼロ粒子束に対応する密度勾配（不純物ピーキング因子）によって定量化される対流輸送と拡散輸送のバランスを調べることによって研究される。背景電子密度勾配および不純物電荷数に対する不純物ピーキングのスケーリングが得られる。不純物ピーキング因子は不純物電荷に弱く依存し、駆動する電子密度勾配よりも有意に小さいことが示される。