Dynamics of stimulated LH transitions

誘起型LH遷移のダイナミクス

三木 一弘; Diamond, P. H.*; Hahn, S.-H.*; Xiao, W. W.*; Grcan, . D.*; Tynan, G. R.*

Miki, Kazuhiro; Diamond, P. H.*; Hahn, S.-H.*; Xiao, W. W.*; Grcan, . D.*; Tynan, G. R.*

LH遷移が刺激される場合のモデル研究を簡易化メゾスケールモデルを用いて行った。粒子入射を亜臨界加熱状態のプラズマに入射することでLH遷移が誘発された。粒子入射はプラズマ周辺領域の密度・温度勾配を変化させて、径電場を変える。この周辺領域の径電場変化が亜臨界状態でのLH遷移において重要である。弱い加熱状態で、強い粒子入射を行うと、過渡的な輸送障壁の形成が予測された。このとき、過渡的な輸送障壁の持続時間よりも短い周期で粒子入射を連続的に与えると、輸送障壁が維持された。ガスパフによってLH遷移を誘発させる場合と粒子入射の場合と比較すると、LH遷移を起こすのに必要な粒子数はガスパフの場合の方が非常に多い。これは、LH遷移を起こすために、短い時間で強い粒子入射を与えた方が良いことを示している。LH遷移が誘発される場合には、帯状流は遷移のトリガーとしての役割を果たさない。

We report on model studies of stimulated LH transitions. These studies use a reduced mesoscale model. Model studies reveal that LH transition can be triggered by particle injection into a subcritical state. Particle injection changes edge mean flow shear via changes of density and temperature gradients. The change of edge mean flow shear is critical to turbulence collapse and the subsequent stimulated transition. For low ambient heating, strong injection is predicted to trigger a transient turbulence collapse. Repetitive injection at a period less than the lifetime of the collapsed state can thus maintain the turbulence collapse. The total number of injected particles required is much smaller than that required for a transition by gas puffing. We thus show that internal injection is more efficient than gas puffing of comparable strength. We also observe that zonal flows do not play a critical role in stimulated transitions.