In this paper we show that the local density gradient in the plasma core depends on the calculated mode-frequency of the most unstable linear mode and reaches a maximum when this frequency is close to zero. Previous theoretical and experimental work on AUG has shown that the ratio of electron to ion temperature, and as such the frequency of the dominant linear gyrokinetic mode, affects the local density gradient close to (Fable et al 2010 Plasma Phys. Control. Fusion52 015007, Angioni et al 2011 Nucl. Fusion51 023006). On DIII-D we find that by adding electron cyclotron heating, we modify the dominant unstable linear gyrokinetic mode from an ion temperature gradient (ITG) mode to a trapped electron mode (TEM), which means that the frequency of the dominant mode changes sign (from the ion to the electron direction). Local density peaking around mid-radius increases by 50% right around the cross-over between the ITG and TEM regimes. By comparing how the particle flux changes, through the derivative of the electron density, ne, with respect to time, , we find that the particle flux also exhibits the same trend versus mode frequency. As a result, we find that the changes in local particle transport are inversely proportional to the changes in electron density, indicating that the changes are driven by a change in thermo-diffusive pinch.
本論文では、プラズマコアにおける局所密度勾配が、最も不安定な線形モードのモード周波数に依存し、この周波数がゼロに近づくときに最大に達することを示す。AUGに関するこれまでの理論的・実験的研究により、電子温度とイオン温度の比、ひいては支配的な線形ジャイロ運動論モードの周波数が、局所密度勾配に影響を与えることが示されている（Fable et al 2010 Plasma Phys. Control. Fusion52 015007, Angioni et al 2011 Nucl. Fusion51 023006）。DIII-Dでは、電子サイクロトロン加熱を追加することにより、支配的な不安定線形ジャイロ運動論モードがイオン温度勾配（ITG）モードから捕捉電子モード（TEM）へと変化することを見出した。これは、支配的なモードの周波数が（イオン方向から電子方向へ）符号を変えることを意味する。中半径付近の局所密度ピーキングは、ITGとTEMの各領域間のクロスオーバー付近で50%増加する。粒子束がどのように変化するかを、電子密度neの時間に関する微分を通じて比較することにより、粒子束もモード周波数に対して同じ傾向を示すことがわかる。その結果、局所粒子輸送の変化は電子密度の変化に反比例し、これらの変化が熱拡散ピンチの変化によって引き起こされていることを示している。