Measurements of plasma potential and electron temperature by ball-pen probes in RFX-mod

The ball-pen probe (BPP) is an innovative electric probe for direct measurements of the plasma potential. This probe was developed in IPP Prague and it is based on the Katsumata probe concept. Combined measurements of the plasma potential by a BPP and floating potential by a Langmuir probe provide also the value of the electron temperature. First test of the BPP on the RFX-mod reversed field pinch in Padova has been performed in November 2006. The BPP head, made of boron nitride, is equipped with four graphite collectors, which are positioned at four different radial positions h inside four shafts hollow into the probe head. The radial profile of the plasma potential and also the electron temperature were measured.Кулеподібний зонд – новий тип зонду для прямих вимірюаннь потенціалу плазми. Цей зонд розроблено у ІТП, в Празі, та засновано на концепції зонду Катсумати. Комбіновані вимірювання плазмового потенцілу кулеподібним зондом та плаваючого потенціалу Ленгмюрівським зондом дають також величину електронної температури. Перші випробування зонду в пінчі з оберненим полем на RFX-mod у Падові було проведено у листопаді 2006 р. Головка зонда, вироблена з нітриду бора, була оснащена чотирма графітовими колекторами, які були розташовані в чотирьох радіальних положеннях h усередині чотирьох порожнистих циліндричних отворів в голівці зонда. Виміряно радіальний профіль потенціалу плазми й електронну температуру.Шароподобный зонд – новый тип зонда для прямых измерений потенциала плазмы. Данный зонд разработан в ИФП, в Праге, и основан на концепции зонда Катсуматы. Комбинированные измерения плазменного потенциала шароподобным зондом и плавающего потенциала Ленгмюровским зондом дают также величину электронной температуры. Первые испытания зонда в пинче с обращенным полем на RFX-mod в Падове проведены в ноябре 2006 г. Головка зонда, сделанная из нитрида бора, оснащалась четырьмя графитовыми коллекторами, которые размещались в четырех различных радиальных положениях h внутри четырех пустотелых цилиндрических отверстий в головке зонда. Измерены радиальный профиль потенциала плазмы и электронная температура

Dynamics of the edge transport barrier at plasma biasing on the CASTOR tokamak

A clear and reproducible transition to a regime with an improved particle confinement is routinely observed on the CASTOR tokamak, if the biasing electrode is inserted deep enough into the plasma (r/a ~ 0.5) and biased up to +250V. The steepening of the radial profiles of the plasma density and potential demonstrate the formation of a transport barrier just inside the last closed flux surface. Fast relaxations of the edge plasma parameters, with a frequency of about 10 kHz, are observed when the average radial electric field within the barrier prevails values of about 20 kV/m. A detailed analysis of the spatial-temporal behavior of these relaxations is presented.На токамаке CASTOR устойчиво наблюдается отчетливый и воспроизводимый переход в режим с улучшенным удержанием частиц при достаточно глубоком введении в плазму (r/a - 0,5) электрода, на который подаётся смещение до +250 В. У кручение радиальных профилей плотности плазмы и потенциала свидетельствуют об образовании транспортного барьера сразу внутри последней замкнутой магнитной поверхности. Наблюдаются быстрые релаксации параметров краевой плазмы с частотой около 10 кГц, когда среднее радиальное электрическое поле внутри барьера превышает значение около 20 кВ/м. Приводится обстоятельный анализ пространственно-временного поведения этих релаксаций.На токамаці CASTOR стійко спостерігається чіткий та відтворений перехід до режиму з поліпшеним утриманням частинок при достатньо глибокому введенні у плазму (r/a ~ 0,5) електрода, на який подано зміщення до +250 В. Радіальні профілі густини плазми та потенціалу стають більш крутими, що свідчить про створення потенціального бар'єру зразу усередині останньої замкненої магнітної поверхні. Спостерігаються швидкі релаксації параметрів крайової плазми з частотою порядку 10 кГц, коли середнє радіальне електричне поле усередині бар'єра перевищує значення приблизно 20 кВ/м. Надається докладний аналіз просторово-часової поведінки цих релаксацій

Measurement of sheared flows in the edge plasma of the CASTOR tokamak

The ion saturation current and floating potential are measured with high temporal (1 A mu s) and spatial (2.5 mm) resolutions at the plasma edge of the CASTOR tokamak by two poloidally spaced radial arrays of Langmuir probes. The radial electric field and the phase velocity of plasma fluctuations are estimated. The position of the velocity shear layer (VSL) is localized with a high precision. The shearing rate omega (E x B) determined and found to be comparable with the inverse of the correlation time of fluctuations 1/tau(ac) outside the VSL and about five times higher in the proximity of the VSL. A small impact of the shear on fluctuation level at the VSL is observed also in the statistic parameters of the U (fl) and I (sat)

Influence of magnetic configuration on edge turbulence and transport in the H-1 Heliac

The role of the rotational transform (ι) profile on fluctuations and transport is investigated in the H-1 Heliac by means of dynamic (i.e. changing during a shot) and static (fixed during a shot) scans of rotational transform through a range of values where the electron density drops markedly and which correspond to having the point of ℓ located near r/a = 0.75 in a region of magnetic well (such that the surface averaged magnetic field strength increases with radius). The gap is near the ℓ = 4/3 resonance, but as the resonance is not in the plasma for more than half the gap it is not clear that this is relevant. Although this drop is clearly driven by the variation of helical current, under particular circumstances, similar density changes occur spontaneously. Plasma currents are measured throughout the scan and are found to slightly affect the rotational transform profile, and reverse about the configuration of minimum confinement, while induced currents through a toroidal loop voltage in the dynamical scans are not found to be significant. The confinement and fluctuation properties are studied by means of 2D movable Langmuir probes. Large near edge-localised dithering quasi-coherent fluctuations at ∼ 6 kHz develop in a strong density gradient region with low magnetic shear as ι is scanned up to a point where the density collapses in the outer region. This dithering corresponds to an m = 3 mode comprising of standing and propagating components. The net and fluctuation-induced transport components are measured near the plasma edge in a similar discharge, and it is found that fluctuation-induced transport driven by these low frequency coherent modes dominates the particle balance during the low density phase but is only a small component of the net flux when the density is higher

Novel technique for direct measurement of the plasma diffusion coefficient in magnetized plasma

The diffusion coefficient in the edge plasma of fusion devices is measured by a new technique. The method is based on studying the decay of the plasma fluctuation spectrum inside the so-called "Ball-pen probe": a small ceramic tube having its mouth flush with a magnetic surface and a movable electrode inside the tube. When the electrode protrudes from the tube, the measured signal shows the floating potential fluctuations of the plasma or the ion saturation current outside the tube. Retracting the electrode into the tube, the power spectrum of the signal displays an exponential decay that is different for different frequencies. Assuming a mainly diffusive behaviour of the plasma inside the tube, the spectrum decay length can be used to derive the value of the diffusion coefficient. The measurements were performed at several radial positions in the CASTOR edge region for three different values of B-tor