Response of turbulence associated with the change of density profiles in LHD heliotron and JT-60U tokamak

LHDヘリカル装置とJT-60Uトカマク装置における密度分布の変化に関する乱流応答

田中 謙治*; 竹永 秀信; 村岡 克紀*; 吉田 麻衣子; Michael, C.*; Vyacheslavov, L. N.*; Mikkelsen, D. R.*; 横山 雅之*; 大山 直幸; 浦野 創; 鎌田 裕; 徳沢 季彦*; 秋山 毅志*; 川端 一男*; 吉沼 幹朗*; 居田 克巳*; 山田 一博*; 成原 一途*

Tanaka, Kenji*; Takenaga, Hidenobu; Muraoka, Katsunori*; Yoshida, Maiko; Michael, C.*; Vyacheslavov, L. N.*; Mikkelsen, D. R.*; Yokoyama, Masayuki*; Oyama, Naoyuki; Urano, Hajime; Kamada, Yutaka; Tokuzawa, Tokihiko*; Akiyama, Tsuyoshi*; Kawahata, Kazuo*; Yoshinuma, Mikiro*; Ida, Katsumi*; Yamada, Ichihiro*; Narihara, Kazumichi*

本研究ではトカマク装置JT-60とヘリカル装置LHDにおける粒子輸送の類似性, 相違性を理解することにより、トロイダル装置における電子密度分布の決定機構を理解することを目的とする。トカマクでは乱流揺動により密度分布が尖塔化することが報告されている。LHDでは、磁気丘の強い磁気軸位置3.5mでは尖塔化した分布となるが、磁気丘が相対的に弱い磁気軸位置3.6mでは凹状の密度分布となる。ジャイロ運動論乱流コードと密度揺動計測により、これらの密度分布の差異は乱流による内向きの粒子束の寄与の違いによることが分かった。粒子ソースと新古典輸送による粒子束が密度揺動による粒子束に比べ無視できる場合において、LHDとJT-60いずれの場合も密度勾配が小さい場合には内向き粒子束となり、密度勾配が増加するに従い外向き粒子束に反転することが、ジャイロ運動論シミュレーションより予測された。

Density profile and turbulence was compared in JT-60U tokamak and LHD heliotron. Density peaking increases with decrease of collisionality in JT-60U. Density gradient predicted from zero flux condition agrees within factor 2 for Te/Ti=1, but large discrepancies are found for Te/Ti =0.5. In LHD, peaked profile and increase of density peaking with decrease of collisionality are found in strong magnetic hill configuration (Rax = 3.5 m). Hollowed-peaked density profile and increase of density peaking with increase of collisionality are found in weak magnetic hill configuration (Rax = 3.6 m). Fluctuation is localized in core gradient region and edge gradient region. Density gradient predicted from zero flux condition are compared. Then both cases agrees the sign and absolute values within factor 2.