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Density response to central electron heating: theoretical investigations and experimental observations in ASDEX Upgrade

C. Angioni, A.G. Peeters, X. Garbet, A. Manini, F. Ryter, ASDEX Upgrade Team2004年被引用 126Nuclear FusionIF 3出版社

Theory of ion temperature gradient (ITG) and trapped electron modes (TEMs) is applied to the study of particle transport in experimental conditions with central electron heating. It is shown that in the unstable domain of TEMs, the electron thermodiffusive flux is directed outwards. By means of such a flux, a mechanism is identified likely to account for density flattening with central electron heating. Theoretical predictions are compared with experimental observations in ASDEX Upgrade. A parameter domain (including L- and H-mode plasmas) is identified, in which flattening with central electron heating is observed in the experiments. In general, this domain turns out to be the same domain in which the dominant plasma instability is a TEM. On the contrary, the dominant instability is an ITG in plasmas whose density profile is not affected significantly by central electron heating. The flattening predicted by quasi-linear theory for low density L-mode plasmas is too small compared to the experimental observations. At very high density, even when the dominant instability is an ITG, electron heating can provide density flattening, via the coupling with the ion heat channel. In these conditions the anomalous diffusivity increases in response to the increased ion heat flux, while the large collisionality makes the anomalous pinch small and the Ware pinch important.

日本語訳

イオン温度勾配(ITG)および捕捉電子モード(TEMs)の理論を、中心電子加熱を伴う実験条件における粒子輸送の研究に適用する。TEMsの不安定領域において、電子熱拡散フラックスが外向きであることが示される。このようなフラックスにより、中心電子加熱を伴う密度平坦化を説明する可能性が高いメカニズムが特定される。理論的予測はASDEX Upgradeにおける実験的観測と比較される。中心電子加熱による平坦化が実験で観測されるパラメータ領域(LモードおよびHモードプラズマを含む)が特定される。一般に、この領域は支配的なプラズマ不安定性がTEMである領域と一致することが判明する。対照的に、密度分布が中心電子加熱によって有意に影響を受けないプラズマでは、支配的な不安定性はITGである。低密度Lモードプラズマに対する準線形理論によって予測される平坦化は、実験的観測と比較して小さすぎる。非常に高密度では、支配的な不安定性がITGである場合でも、イオン熱チャネルとの結合を介して、電子加熱が密度平坦化をもたらすことができる。これらの条件では、異常拡散係数はイオン熱フラックスの増加に応じて増大し、一方で大きな衝突頻度は異常ピンチを小さくし、ウェアピンチを重要にする。

装置

asdex-upgrade高精度(タイトル一致)

wiki

ASDEXASDEX UpgradeElectron heating
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