In this paper, we report observations of reduced core electron temperature and intermediate-scale density fluctuations in H-mode. Electron temperature fluctuation levels are observed to decrease from L-mode levels ( for kθρs < 0.5 as measured by correlation electron cyclotron emission radiometry) by at least a factor of four in H- and quiescent H-mode regimes in the DIII-D tokamak (r/a = 0.7). Linear stability calculations (using the trapped gyro-Landau fluid (TGLF) code) indicate that the observed temperature fluctuations are associated with L-mode ITG turbulence which is shear-stabilized at the L- to H-mode transition. Recent results from DIII-D provide the first experimental evidence that, in addition, intermediate-scale turbulence (0.5 < kθρs ⩽ 3) is reduced at the L–H transition. A 30–40% prompt reduction (r/a ⩾ 0.7) has been found at the L–H transition in co-injected medium density plasmas, with a larger decrease (⩾75%) observed near the pedestal top. Experimental results and TGLF calculations indicate that intermediate/small scale turbulence persists in H-mode at a reduced amplitude (0.6 ⩽ r/a ⩽ 1) and may substantially contribute to the residual anomalous H-mode electron heat transport.
本論文では、Hモードにおける電子温度の低下と中間スケール密度揺動の観測結果を報告する。電子温度揺動レベルは、DIII-Dトカマク（r/a = 0.7）のHモードおよび静穏Hモード領域において、Lモードのレベル（kθρs < 0.5、相関電子サイクロトロン放射計測による測定）から少なくとも4分の1に減少することが観測された。線形安定性計算（捕捉ジャイロ流体（TGLF）コードによる）は、観測された温度揺動が、LモードからHモードへの遷移時にシア安定化されるLモードのITG（イオン温度勾配）モードに関連することを示している。DIII-Dでの最近の結果は、中間スケールの乱流（0.5 < kθρs ≤ 3）もL-H遷移時に低減するという初の実験的証拠を提供する。L-H遷移時には、30〜40%の即時的な低減（r/a ≥ 0.7）が、同方向入射の中性粒子加熱を伴う中密度プラズマにおいて観測され、ペデスタル頂点付近ではより大きな低減（≥75%）が観測された。実験結果とTGLF計算は、中間・小スケールの乱流がHモードにおいても低減された振幅で持続し（0.6 ≤ r/a ≤ 1）、Hモードの異常電子熱輸送に実質的に寄与し得ることを示している。