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Radial localization of edge modes in Alcator C-Mod pedestals using optical diagnostics

C Theiler, J L Terry, E Edlund, I Cziegler, R M Churchill, J W Hughes, B LaBombard, T Golfinopoulos, the Alcator C-Mod Team2017年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Dedicated experiments in ion cyclotron range heated enhanced D-alpha (EDA) H-mode and I-mode plasmas have been performed on Alcator C-Mod to identify the location of edge fluctuations inside the pedestal and to determine their plasma frame phase velocity. For this purpose, measurements from gas puff imaging (GPI) and gas puff charge exchange recombination spectroscopy (GP-CXRS) have been collected using the same optical views. The data suggest that the EDA H-mode-specific quasi-coherent mode (QCM) is centered near the radial electric field (Er) well minimum and propagates along the ion diamagnetic drift direction in the plasma frame. The weakly coherent mode (WCM) and the geodesic acoustic mode observed in I-mode, on the other hand, are found to be located around the outer shear layer of the Er well. This results in a weak plasma frame phase velocity mostly along the electron diamagnetic drift direction for the WCM. The findings in these EDA H-mode plasmas differ from probe measurements in ohmic EDA H-mode (LaBombard et al 2014 Phys. Plasmas21 056108), where the QCM was identified as an electron drift-wave located several mm outside the Er well minimum in a region of positive Er. To explore if instrumental effects of the optical diagnostics could be the cause of the difference, a synthetic diagnostic for GPI is introduced. This diagnostic reproduces amplitude ratios and relative radial shifts of the mode profiles determined from poloidally and toroidally oriented optics and, if instrumental effects related to GP-CXRS are also included, indicates that the measured location of the QCM and WCM relative to the Er well reported here is only weakly affected by instrumental effects.

日本語訳

Alcator C-Modにおいて、イオンサイクロトロン周波数帯加熱を用いたEDA HモードおよびIモードプラズマの専用実験を実施し、ペデスタル内部の端部揺動の位置を特定するとともに、そのプラズマ系での位相速度を決定した。この目的のため、ガスパフイメージング(GPI)およびガスパフ電荷交換分光(GP-CXRS)による測定を、同一の光学視野を用いて収集した。データは、EDA Hモードに特有の準コヒーレントモード(QCM)が動径電場(Er)井戸の極小付近に中心を持つこと、およびプラズマ系においてイオン反磁性ドリフト方向に伝播することを示唆している。一方、Iモードで観測される弱コヒーレントモード(WCM)および測地線音響モードは、Er井戸の外側シア層付近に位置することが見出された。この結果、WCMのプラズマ系での位相速度は弱く、主として電子反磁性ドリフト方向である。これらのEDA Hモードプラズマにおける知見は、オーミックEDA Hモードにおけるプローブ測定(LaBombar et al 2014 Phys. Plasmas 21, 056108)と異なっており、そこではQCMはEr井戸極小の外側数mm、正のEr領域に位置する電子ドリフト波として同定されていた。この差異の原因が光学診断法の機器効果によるものかを調べるため、GPIの合成診断法を導入した。この診断法は、ポロイダル方向およびトロイダル方向に配向した光学系から得られるモード振幅分布の相対的な径方向シフトを再現し、GP-CXRSに関連する機器効果も考慮に入れると、ここで報告されるQCMおよびWCMのEr井戸に対する測定位置は、機器効果による影響をほとんど受けていないことが示される。

装置

alcator-c-mod高精度(タイトル一致)

wiki

Plasma diagnosticsAlcatorC-Mod
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