A recent characterization of core turbulence carried out with a Doppler reflectometer in the optimized stellarator Wendelstein 7-X (W7-X) found that discharges achieving high ion temperatures at the core featured an ITG-like suppression of density fluctuations driven by a reduction of the gradient ratio (Carralero et al 2021 Nucl. Fusion61 096015). In order to confirm the role of ITG turbulence in this process, we set out to establish experimentally the relation between core density fluctuations, turbulent heat flux and global confinement. With this aim, we consider the scenarios found in the previous work and carry out power balance analysis for a number of representative ones, including some featuring high ion temperature. We also evaluate the global energy confinement time and discuss it in the context of the ISS04 inter-stellarator scaling. We find that when turbulence is suppressed as a result of a reduction of ηi, there is a reduction of ion turbulent transport, and global performance is improved as a result. This is consistent with ITG turbulence limiting the ion temperature at the core of W7-X. In contrast, when turbulence is reduced following a decrease in collisionality, no changes are observed in transport or confinement. This could be explained by ITG modes being combined with TEM turbulence when the latter is destabilized at low collisionalities.
最適化ステラレータWendelstein 7-X（W7-X）においてドップラー反射計を用いて実施されたコア乱流の最近の特性評価では、コアで高いイオン温度を達成する放電は、勾配比の低減によって駆動される密度揺動のITG的抑制を特徴とすることが見出された（Carralero et al 2021 Nucl. Fusion61 096015）。本研究では、このプロセスにおけるITG乱流の役割を確認するため、コア密度揺動、乱流熱流束、および全球閉じ込めの間の関係を実験的に確立することを目指した。この目的のため、前研究で見出されたシナリオを検討し、高いイオン温度を特徴とするものを含む代表的な複数のシナリオについてパワーバランス解析を実施した。また、全球エネルギー閉じ込め時間を評価し、ISS04ステラレータ間スケーリングの文脈で考察した。その結果、ηiの低減の結果として乱流が抑制されると、イオン乱流輸送の低減が生じ、その結果として全球性能が向上することが分かった。これは、ITG乱流がW7-Xのコアにおけるイオン温度を制限していることと整合する。対照的に、衝突周波数の低下に伴って乱流が低減される場合には、輸送または閉じ込めに変化は観測されなかった。これは、低衝突周波数でTEM乱流が不安定化された場合に、ITGモードがTEM乱流と組み合わされることで説明できる可能性がある。