High poloidal beta scenarios with a favorable energy confinement (, have been achieved on the Experimental Advanced Superconducting Tokamak using only radio frequency wave heating. Gyrokinetic simulations are carried out with experimental plasma parameters and tokamak equilibrium data of a typical high discharge using the gyrokinetic toroidal code. Linear simulations show that electron-temperature scale length and electron-density scale length destabilize the turbulence, collision effects stabilize the turbulence, and the instability propagates in the electron diamagnetic direction. These properties indicate that the dominant instability in the core of high plasma is a collisionless trapped electron mode. Ion thermal diffusivity, calculated by nonlinear gyrokinetic simulations, is consistent with the experimental value, in which the electron collision effects play an important role. Further analyses show that instabilities with are suppressed by collision effects and collision effects reduce the radial correlation length of turbulence, resulting in the suppression of the turbulence.
高ポロイダルベータシナリオは、有利なエネルギー閉じ込めを伴い、実験先進超伝導トカマクにおいて高周波加熱のみを用いて達成された。ジャイロ運動論的シミュレーションは、典型的な高ポロイダルベータ放電の実験パラメータとトカマク平衡データを用いて実施された。線形シミュレーションは、電子温度スケール長と電子密度スケール長が乱流を不安定化させ、衝突効果が乱流を安定化させ、不安定性が電子反磁性方向に伝播することを示す。これらの特性は、高ポロイダルベータプラズマのコアにおける主要な不安定性が無衝突捕捉電子モードであることを示している。非線形ジャイロ運動論的シミュレーションによって計算されたイオン熱拡散係数は、実験値と一致しており、そこでは電子衝突効果が重要な役割を果たす。さらなる解析により、衝突効果によって不安定性が抑制され、衝突効果が乱流の半径方向相関長を低減し、その結果として乱流の抑制がもたらされることが示された。