DIII-DトカマクにおけるLモード、Iモード、Hモードの閉じ込めに対する乱流の関連性

概要 低閉じ込め（L-）、改善された閉じ込め（I-）、および高閉じ込め（H-）モードの物理を理解することは、核融合炉にとって重要です。本研究では、DIII-DトカマクにおけるLモードエッジ付近で共存する二種類の乱流の観察結果が報告されています。一つは磁気流体力学（MHD）様、もう一つはマイクロティアリングモード（MTM）様で、HモードおよびIモードの閉じ込めに関連しています。イオンスケールの磁場および密度の乱流は、ファラデー効果ラジアル干渉計-偏光計およびビーム放射分光法（BES）を用いて測定されます。Lモード、Iモード、Hモードの遷移が発生する二つの放電で、最大約600 kHzの広帯域乱流スペクトルが観測されました。乱流は閉じ込めと逆相関の関係にあり、高閉じ込めで乱流パワーが低下することを意味します。特に、高周波（HF、>∼100 kHz）磁場乱流パワーは、エネルギー閉じ込めの変化を主に伴う遷移中に最も多く（55%）変化しますが、低周波（LF、 π/2 大半のケース）も共通の起源を示唆しています。BESはLF乱流がエッジ（ρ = 0.95）に存在し、HF乱流が外部コア（ρ = 0.8）またはエッジ（ρ = 0.95）に存在する可能性があることを示唆しています。測定値、理論、およびジロキネティックシミュレーションの比較は、HF乱流がすべての場合でMTM様であるのに対し、LF乱流はMHD様モードとより整合的で、遷移中に正確な不安定性が変化する可能性があることを示唆しています—ただし、低衝突率のHモードではドリフト波起源も可能です。これらの結果は、Hモードが抑制されたMHD様乱流を含み、IモードはMTM様乱流を軽減し、ほぼ変わらないMHD様乱流とともに存在することを示唆しています。