The rapid increase in plasma core electron temperature triggered by cold plasma injection has long been recognized as compelling evidence of nonlocal transport. This study reports on experiments investigating ‘nonlocal’ thermal transport via compact torus (CT) injection in the plasmas of the EAST tokamak. In low-density plasmas, the core temperature increase following CT injection is accompanied by a drop at the edge. Owing to the CT’s high density, high velocity, and self-organization, rapid penetration into deeper plasma regions was experimentally achieved. In this experiment, the evolution of plasma electron density during CT injection was measured using a high-time-resolution reflectometry for density profile measurement. The evolution of the electron density profile following CT injection is characterized by a rapid increase in core density and subsequent quick flattening of the profile. It has also been found that turbulence plays a crucial role in the mediation of ‘nonlocal’ thermal transport phenomena. The intensity of the quasi-coherent modes (QCMs) in core plasmas, identified by the analysis of Doppler backscattering signals, decreased following CT injection. The simulations based on the trapped gyro-Landau fluid transport model demonstrate that the QCM might be associated with the trapped electron mode (TEM). The observed increase in plasma core temperature after CT injection may be attributed to the stabilization of TEM due to reduction in the core electron density gradient. The simulation results agree well with the experimentally measured core temperature increase after CT injection.
冷プラズマ注入によって引き起こされるプラズマ中心部の電子温度の急速な上昇は、非局所輸送の有力な証拠として長い間認識されてきた。本研究は、EASTトカマクのプラズマにおけるコンパクトトーラス（CT）注入による「非局所」熱輸送を調査した実験について報告するものである。低密度プラズマでは、CT注入後の中心部温度の上昇に伴い、周辺部での温度低下が観測される。CTの高密度、高速、自己組織化により、より深いプラズマ領域への急速な浸透が実験的に達成された。本実験では、CT注入中のプラズマ電子密度の時間発展を、密度分布測定のための高時間分解反射計を用いて測定した。CT注入後の電子密度分布の時間発展は、中心部密度の急速な増加と、それに続く分布の急速な平坦化によって特徴づけられる。また、乱流が「非局所」熱輸送現象の媒介において重要な役割を果たすことが見出されている。ドップラー後方散乱信号の解析によって同定された中心部プラズマ中の準コヒーレントモード（QCM）の強度は、CT注入後に減少した。閉じ込められたジャイロ・ランダウ流体輸送モデルに基づくシミュレーションは、QCMが閉じ込め電子モード（TEM）に関連している可能性があることを示している。CT注入後のプラズマ中心部温度の上昇は、中心部の電子密度勾配の減少によるTEMの安定化に起因する可能性がある。シミュレーション結果は、CT注入後に実験的に測定された中心部温度上昇とよく一致している。