research article

Structure of the JET edge radial electric field in He and D plasmas

Abstract

El primer autor es Carlos Silva, experto en medidas del plasma por reflectometr??a. Soy la segunda autora, ya que se estudian mis experimentos. Se acababa de instalar en JET un sistema de reflectometr??a Doppler que permite medir la velocidad de las fluctuaciones de densidad del plasma en la direcci??n perpendicular a la l??nea de campo magn??tico loca, v_perp. Tal velocidad tiene una componente dominante debida al campo el??ctrico radial local (E_r) del plasma. En el borde del plasma se observa que el perfil de E_r o v_perp a menudo tiene un pozo muy localizado en la zona del gradiente de densidad, dentro de la separatriz que delimita al plasma, y una colina centrada en la separatriz. Hay muchos modelos de transici??n L-H que se basan en la suposici??n de que el gradiente de la rotaci??n perpendicular rasga los remolinos de turbulencia que dan lugar al transporte elevado en el modo L (bajo confinamiento). Se ha llegado a decir que la transici??n L-H requiere un valor critico del pozo de E_r. En este art??culo se estudia el perfil de v_perp en plasmas de Deuterio y de Helio justo antes de la transici??n L-H (experimentos descritos en la aportaci??n 1). En primer lugar se estudian plasmas con calentamiento por inyecci??n de part??culas r??pidas neutras (Neutral Beam Injection, NBI). Tanto en plasmas de Deuterio como de Helio se observa que para valores de densidad bajos el perfil radial de v_perp apenas tiene pozo, y tiene una colina elevada. Seg??n sube la densidad la colina decrece hasta desaparecer y se forma un pozo cada vez m??s profundo. Plasmas de Deuterio calentados con ondas (Ion Cyclotron Resonant Heating, ICRH) muestran perfiles cualitativamente semejantes a los de NBI, pero con una variaci??n de la profundidad del pozo mucho m??s d??bil en funci??n de la densidad. Se concluye que no hay un valor cr??tico del pozo, ni de la colina, necesarios para la transici??n L-H. El resultado m??s interesante que se presenta es un estudio de la evoluci??n del perfil de v_perp seg??n aumenta la potencia de calentamiento hasta que ocurre la transici??n. La mayor??a de los modelos de transici??n L-H suponen que el pozo de v_perp se hace paulatinamente m??s profundo seg??n aumenta el calentamiento, hasta llegar al valor cr??tico. Aqu?? se muestra (Fig. 7) que ??ste no es el caso. En cu??nto se entra en modo L (con calentamiento por ondas) el plasma tiene b??sicamente el mismo perfil de v_perp. Si acaso la profundidad del pozo decrece muy despacio. La ??nica carencia de este estudio es que la resoluci??n temporal es limitada: se necesitan 300 ms para medir un perfil de v_perp. El tiempo de confinamiento del plasma es de ??se orden, y la rampa de potencia es muy lenta, del orden de 1MW/s. Por lo tanto no podemos medir c??mo cambia v_perp justo antes de la transici??n a escalas de tiempo m??s cortas. A pesar de eso es evidente que el modelo convencional de la transici??n no se ajusta a nuestras observaciones.Perpendicular velocity, v???, measurements have been obtained in JET experiments designed to investigate the underlying mechanisms influencing the L???H power threshold. L???H transitions were induced by using both NBI and ICRH in deuterium and helium plasmas. The v??? profile in the low density branch of the L???H transition has a modest or even no well and a marked peak near the separatrix in NBI heated discharges for both D and He plasmas, with a sharper SOL peak for He plasmas. As the line-averaged density increases, the SOL v??? peak decreases, in agreement with the modifications in the electron temperature profile at the divertor target, while the v??? well becomes deeper. Nevertheless, even in the high density branch, a shallow v??? well is found at the L???H transition, v??? ??? 1???2 km s???1, which is lower by a factor of about two than the contribution from the diamagnetic term. No evidence for the existence of a critical value in v??? is found at JET, particularly for helium plasmas. This may be explained by the existence of an edge toroidal flow relevant mainly at low density where the power threshold is high. In addition, no significant change in the edge v??? is measured preceding the L???H transition

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