Wendelstein 7-X 中核心湍流态的实验表征

优化型 helias Wendelstein 7-X 仿星器（W7-X）的初步结果表明，核心输运不再主要呈新经典性质，这与先前各类仿星器的情况不同。相反，湍流输运对该装置的整体性能构成了严重限制。若干研究已发现这一点对离子输运尤为相关，除少数可抑制湍流的场景外，核心离子温度被钳制在相对较低的值 $T_{i} \simeq 1.7$ keV。为理解其中的湍流机制，清晰掌握湍流涨落的参数依赖关系及其与湍流输运的联系十分重要。本工作中，我们利用在若干相关运行场景下进行的多普勒反射测量，对 W7-X 核心的离子尺度（$k_\perp\rho_i\simeq 1$）密度涨落进行了系统表征。随后，我们研究了涨落振幅与等离子体剖面之间的关系，并表明可根据归一化梯度 $a/L_{ne}$ 和 $a/L_{Ti}$ 为前者定义不同的态。此外，我们讨论了 $T_e/T_i$、$E_r$ 或碰撞率等其他潜在相关参数的重要性。比较不同态后发现，除一类放电区间外，湍流振幅通常依赖于梯度比 $\eta_i=L_{ne}/L_{Ti}$，正如 ITG 模所预期的那样；而在该放电区间中，湍流抑制或更宜由碰撞率下降触发的 ITG 到 TEM 转变来解释。最后，我们展示了若干实现 $T_{i,core} > 1.7$ keV 的场景，以及核心涨落如何在所有这些场景中被抑制，从而提供了微湍流是 W7-X 中离子约束受限主因的实验证据。