Experiments on the Large Helical Device with the injection of carbon pellets into discharges of low density have demonstrated a significant reduction of the ion heat conduction in the plasma core and an increase in the central ion temperature by a factor of up to 2. These results are interpreted in the framework of a transport model elaborated on the basis of those applied previously to explain the improvement in confinement by impurity seeding into the tokamak devices TEXTOR and JET. The calculations performed reproduce well the strong peaking of the ion temperature profile with increasing carbon density nZ and the consequent drop in the confinement as nZ exceeds a certain critical level. The importance of different elements in the model, such as braking of the main ion rotation by friction with impurity ones and the shape of the density profiles, are investigated. A qualitative assessment of the applicability under fusion reactor conditions, e.g. of much higher plasma density and heating power, is performed.
大型ヘリカル装置において、低密度放電中への炭素ペレット入射を伴う実験により、プラズマコアにおけるイオン熱伝導の大幅な低減と、中心イオン温度の最大2倍への上昇が実証された。これらの結果は、トカマク装置TEXTORおよびJETにおける不純物入射による閉じ込め改善を説明するために従来適用されてきたモデルに基づいて構築された輸送モデルの枠組みで解釈される。実施された計算は、炭素密度n_cの増加に伴うイオン温度分布の強いピーキングと、n_cが特定の臨界レベルを超えた際の閉じ込めの低下を良好に再現する。モデルにおける各要素の重要性、例えば主イオンの回転と不純物イオンとの摩擦による制動や、密度分布形状の影響について調査が行われた。さらに、はるかに高いプラズマ密度と加熱出力を有する核融合炉条件への適用可能性に関する定性的評価が実施された。