Publication

Turbulence-induced Safety Factor Profile Flattening at Rational Surfaces in Tokamaks with Low Magnetic Shear

Stephan Brunner
2025

Résumé

In this paper, we investigate the effects of ion-scale turbulence-generated currents on the local safety factor profile under conditions of low magnetic shear and proximity to rational surfaces, relevant to internal transport barrier formation. Our results show that turbulent currents can generate stationary zonal magnetic potential corrugations, producing a stepped safety factor profile with extended regions of zero magnetic shear. This change significantly affects turbulence self-interaction, resulting in a substantial decrease in turbulent transport, indicating a potential triggering mechanism for transport barrier formation.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/e2a98da3-4d1e-470a-823a-6920532f52e6

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droite|vignette|380px|Reconnexion magnétique: Ce schéma est une coupe à travers quatre domaines magnétiques séparés par une interface propice à un phénomène de reconnexion. Deux séparatrices (voir texte) divisent l'espace en quatre domaines magnétiques avec un point critique (de stagnation) au centre de la figure. Les larges flèches jaunes indiquent le mouvement général du plasma. Les lignes magnétiques et le plasma qui les porte s'écoulent vers le centre à partir du haut (lignes rouges) et du bas (lignes bleues) de l'image, reconnectent au niveau de la zone critique, puis s'évacuent vers l'extérieur à gauche et à droite.

Turbulence

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Diffusion magnétique

En physique, la diffusion magnétique est un phénomène qui concerne la déformation d'un champ magnétique dans un milieu conducteur en mouvement. Ce milieu peut être un solide (par exemple une pièce métallique en rotation dans l'entrefer d'un aimant), un liquide ou un plasma. L'équation qui régit le phénomène est : où : est le champ magnétique. dénote le rotationnel. est la perméabilité du vide. est la conductivité électrique du matériau. est la vitesse de son déplacement.

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