The effects of multi-scale interactions among the edge turbulence, geodesic acoustic mode (GAM) and tearing mode (TM) on the plasma confinement and transport under the positive bias (+300 V) are investigated in the edge plasma of J-TEXT tokamak. The experimental results show that with the positive bias, the central line-averaged density increases and Hα emission decreases, which indicates the improvement of global particle confinement. Simultaneously, in the edge plasma, the low-frequency turbulence, TM and turbulent particle transport flux are found to be suppressed by a strong mean flow shear induced by the bias. Besides, the high-frequency turbulence (50–400 kHz) is modulated by both the TM and GAM. The wavelet-bispectrum analysis demonstrates the existence of nonlinear three-wave interactions among the turbulence, GAM and TM. In addition, the transfer entropy analysis shows that although the potential turbulence can directly influence the GAM by driving the Reynolds stress, it primarily regulates the magnetic fluctuation thereby affecting the GAM. It is also found that both the TM and GAM can affect the density turbulence and particle transport. And th effect of TM on the particle transport is stronger than that of GAM. As expected, a strong direct influence of the density turbulence on the particle transport is verified, which indicates that the regulation of transport by the TM and GAM is primarily mediated by the density turbulence.These results contribute to a deeper understanding of the impact of electromagnetic multi-scale interactions on the plasma confinement and transport in fusion plasmas.
J-TEXTトカマクの周辺プラズマにおいて、正バイアス（+300 V）下での周辺乱流、測地音響モード（GAM）、ティアリングモード（TM）間のマルチスケール相互作用がプラズマ閉じ込めと輸送に及ぼす影響を調査した。実験結果は、正バイアスにより中心線平均密度が増加し、Hα発光が減少することを示しており、これは全体の粒子閉じ込めの改善を示している。同時に、周辺プラズマでは、低周波乱流、TM、および乱流粒子輸送束が、バイアスによって誘起された強い平均流シアによって抑制されることが見出された。さらに、高周波乱流（50–400 kHz）はTMとGAMの両方によって変調される。ウェーブレットバイスペクトル解析は、乱流、GAM、およびTM間の非線形三波相互作用の存在を実証する。さらに、転移エントロピー解析は、電位乱流はレイノルズ応力を駆動することによってGAMに直接影響を与えることができるが、主に磁気揺動を調節することによってGAMに影響を与えることを示している。また、TMとGAMの両方が密度乱流と粒子輸送に影響を与えることができることも見出された。そして、粒子輸送に対するTMの影響はGAMのそれよりも強い。予想通り、粒子輸送に対する密度乱流の強い直接的な影響が検証され、これはTMとGAMによる輸送の制御が主に密度乱流によって媒介されることを示している。これらの結果は、核融合プラズマにおける電磁マルチスケール相互作用がプラズマ閉じ込めと輸送に及ぼす影響のより深い理解に貢献する。