Boundary condition for toroidal plasma flow imposed at the separatrix in high confinement JT-60U plasmas with edge localized modes and the physics process in pedestal structure formation

JT-60U ELMy Hモードにおけるトロイダルプラズマ流の境界条件とペデスタル構造形成の物理過程

神谷 健作; 本多 充; 浦野 創; 吉田 麻衣子; 鎌田 裕; 伊藤 公孝*; JT-60チーム

Kamiya, Kensaku; Honda, Mitsuru; Urano, Hajime; Yoshida, Maiko; Kamada, Yutaka; Ito, Kimitaka*; JT-60 Team

JT-60Uトカマク装置において、セパラトリックスを含むプラズマ周辺部における完全電離炭素イオンプラズマのトロイダル流をモジュレーション荷電交換分光(MCXRS)計測器を用いて高精度かつ高空間及び高時間分解能で評価した。ELMy Hモードプラズマのセパラトリックス位置におけるトロイダル回転速度は零では無く外部運動量入射方向依存性が存在するが(co-NBIで-8km/s、ctr-NBIで-19km/s)、ELMによっては大きく影響は受けないことが明らかになった。また観測された有限値の境界トロイダル回転速度はセパラトリックス近傍における高速イオンのリップル損失に起因すると考えられる負の径電場と相関があり、そのシア構造は数100kV/m以下の非常に弱い正のシア構造をもつことが分かった。トロイダル回転及び径電場のペデスタル構造構造形成過程の理解の進展についても議論する。

Modulation Charge eXchange Recombination Spectroscopy (MCXRS) measurements with high spatial and temporal resolution have made the evaluation of the toroidal plasma flow of fully stripped carbon impurity ions in the JT-60U tokamak peripheral region (including in particular separatrix) possible with a better signal-to-noise ratio. Boundary condition of Vt imposed at the separatrix in ELMy H-mode plasmas has been identified, comparing between co- and counter-NBI discharges. The Vt value at the separatrix is not held fixed at the zero, varying with momentum input direction, but being not strongly affected by the ELM event. A non-zero Vt value at the separatrix might be connected to fast ion losses due to toroidal field ripple that results in formation of a negative radial electric field (Er) layer having almost zero (or very weak positive) Er-shear value at the separatrix. Improved understanding of physics process in pedestal structure formation for the Vt and Er is also discussed.