离开 DIII-D 负三角形等离子体密度限制的核心与边缘机制

我们研究了 DIII-D 负三角形 (NT) 等离子体中的密度限制，这些等离子体缺乏标准 H 边缘。我们发现，限制可能不是单一的毁灭性临界值，而是由核心与边缘传输机制支配的多面向密度饱和现象。在辅助加热终止之前，实现了最高可持续的非毁灭性运行，密度可达绿洛夫极限 ($n_\mathrm{G}$) 的 1.8 倍。系统功率扫描揭示了核心 ($n_e \propto P_\mathrm{SOL}^{0.27\pm0.03}$) 和边缘 ($n_e \propto P_\mathrm{SOL}^{0.42\pm0.04}$) 密度限制的不同功率标度。边缘密度饱和通过非毁灭性高场侧辐射不稳定性的发生而触发，此不稳定性将边缘密度限制在 $n_\mathrm{G}$ 以下。相比之下，核心密度持续上升直至饱和，饱和状态特征为显著增强的核心湍流。核心传输从扩散转变为间歇的、avalanche-like 的状态，如重尾概率密度函数 (峰度约为 6)、升高的 Hurst 指数以及 $1/f$ 类型功率谱所示。这些发现表明，低束流态的密度限制由边缘辐射不稳定性和核心湍流传输的组合决定。这种区分为针对未来融合装置的运行空间扩展提供了独立的控制目标。