Progress in basic understanding of turbulence and its influence on the transport both of the plasma bulk and of suprathermal components is achieved in the TORPEX simple magnetized torus. This configuration combines a microwave plasma production scheme with a quasi-equilibrium generated by a toroidal magnetic field, onto which a small vertical component is superimposed, simulating a simplified form of tokamak scrape-off layers. After having clarified the formation of blobs in ideal interchange turbulence, TORPEX experiments elucidated the mechanisms behind the blob motion, with a general scaling law relating their size and speed. The parallel currents associated with the blobs, responsible for the damping of the charge separation that develops inside them, hence determining their cross-field velocity, have been measured. The blob dynamics is influenced by creating convective cells with biased electrodes, arranged in an array on a metal limiter. Depending on the biasing scheme, radial and vertical blob velocities can be varied. Suprathermal ion transport in small-scale turbulence is also investigated on TORPEX. Suprathermal ions are generated by a miniaturized lithium source, and are detected using a movable double-gridded energy analyser. We characterize vertical and radial spreading of the ion beam, associated with the ideal interchange-dominated plasma turbulence, as a function of the suprathermal ion energy and the plasma temperature. Experimental results are in good agreement with global fluid simulations, including in cases of non-diffusive behaviour. To investigate the interaction of plasma and suprathermal particles with instabilities and turbulence in magnetic configurations of increasing complexity, a closed field line configuration has recently been implemented on TORPEX, based on a current-carrying wire suspended in the vacuum chamber. First measurements indicate the creation of circular symmetric profiles centred on the magnetic axis, and instabilities driven in the region of strong gradients, with a strong ballooning character.
TORPEX単純磁場トーラス装置において、乱流の基礎的理解と、プラズマ主流部および超熱成分の両方の輸送に対するその影響に関する進展が達成された。本配置は、マイクロ波によるプラズマ生成方式と、トロイダル磁場によって生成される準平衡状態を組み合わせたものであり、その磁場に小さな鉛直成分が重畳され、トカマクのスクレイプオフ層の簡略化された形態を模擬している。理想的な交換型乱流におけるブロブの形成が解明された後、TORPEX実験によりブロブ運動のメカニズムが解明され、そのサイズと速度を関連付ける一般的なスケーリング則が導出された。ブロブ内部で発達する電荷分離の減衰に関与し、それによって横断方向速度を決定する、ブロブに伴う平行電流が測定された。ブロブ動力学は、金属リミッター上に配列されたバイアス電極を用いて対流セルを生成することにより影響を受ける。バイアス方式に応じて、径方向および鉛直方向のブロブ速度を変化させることができる。小規模乱流における超熱イオン輸送もTORPEXにおいて調査された。超熱イオンは小型化されたリチウム源によって生成され、可動式の二重グリッド型エネルギー分析器を用いて検出された。理想的な交換型プラズマ乱流に関連するイオンビームの鉛直方向および径方向の広がりが、超熱イオンエネルギーとプラズマ温度の関数として特徴付けられた。実験結果は、非拡散的な挙動を示す場合を含め、グローバル流体シミュレーションと良好な一致を示した。プラズマと超熱粒子の、より複雑な磁場配位における不安定性および乱流との相互作用を調査するため、真空容器内に電流を流した導線を配置することに基づく閉磁場配位が最近TORPEXに実装された。初期測定により、磁気軸を中心とした円形対称プロファイルの生成と、強いバルーニング特性を伴う急峻な勾配領域における不安定性の駆動が示された。