We present an analytic study of the impact of external torque on the formation of ion internal transport barriers (ITBs). A simple analytic relation representing the effect of low external torque on transport bifurcations is derived based on a two field transport model of pressure and toroidal momentum density. It is found that the application of an external torque can either facilitate or hamper bifurcation in heat flux driven plasmas depending on its sign relative to the direction of intrinsic torque. The ratio between radially integrated momentum (i.e., external torque) density to power input is shown to be a key macroscopic control parameter governing the characteristics of bifurcation.

1.
J.
Mailloux
,
X.
Litaudon
,
P. C.
de Vries
,
J.
Garcia
,
I.
Jenkins
,
B.
Alper
,
Y.
Baranov
,
M.
Baruzzo
,
M.
Brix
,
P.
Buratti
,
G.
Calabro
,
R.
Cesario
,
C. D.
Challis
,
K.
Crombe
,
O.
Ford
,
D.
Frigione
,
C.
Giroud
,
M.
Goniche
,
D.
Howell
,
P.
Jacquet
,
E.
Joffrin
,
K.
Kirov
,
P.
Maget
,
D. C.
McDonald
,
V.
Pericoli-Ridolfini
,
V.
Plyusnin
,
F.
Rimini
,
M.
Schneider
,
S.
Sharapov
,
C.
Sozzi
,
I.
Voitsekhovitch
,
L.
Zabeo
, and JET-EFDA Contributors, in
Proceedings of the 23rd IAEA Fusion Energy Conference, Daejeon, Republic of Korea
(
IAEA
,
Vienna
,
2010
), EXC/1-4.
2.
X.
Litaudon
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
448
,
A1
(
2006
).
3.
R. C.
Wolf
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
45
,
R1
(
2003
).
4.
M. E.
Austin
,
K. H.
Burrell
,
R. E.
Waltz
,
K. W.
Gentle
,
P.
Gohil
,
C. M.
Greenfield
,
R. J.
Groebner
,
W. W.
Heidbrink
,
Y.
Luo
,
J. E.
Kinsey
,
M. A.
Makowski
,
G. R.
McKee
,
R.
Nazikian
,
C. C.
Petty
,
R.
Prater
,
T. L.
Rhodes
, and
M. W.
Shafer
,
Phys. Plasmas
13
,
082502
(
2006
).
5.
P. C.
de Vries
,
E.
Joffrin
,
M.
Brix
,
C. D.
Challis
,
K.
Crombe
,
B.
Esposito
,
N. C.
Hawkes
,
C.
Giroud
,
J.
Hobirk
,
J.
Lönnroth
,
P.
Mantica
,
D.
Strintzi
,
T.
Tala
,
I.
Voitsekhovitch
, and JET-EFDA Contributors to the Work Programme,
Nucl. Fusion
49
,
075007
(
2009
).
6.
C. L.
Fiore
,
J. E.
Rice
,
Y.
Podpaly
,
I. O.
Bespamyatnov
,
W. L.
Rowan
,
J. W.
Hughes
, and
M.
Reinke
,
Nucl. Fusion
50
,
064008
(
2010
).
7.
P. H.
Diamond
,
C. J.
McDevitt
,
Ö. D.
Gürcan
,
T. S.
Hahm
,
W. X.
Wang
,
E. S.
Yoon
,
I.
Holod
,
Z.
Lin
,
V.
Naulin
, and
R.
Singh
,
Nucl. Fusion
49
,
045002
(
2009
).
8.
P. H.
Diamond
,
C. J.
McDevitt
,
Ö. D.
Gürcan
,
T. S.
Hahm
, and
V.
Naulin
,
Phys. Plasmas
15
,
012303
(
2008
).
9.
S. S.
Kim
,
H.
Jhang
,
P. H.
Diamond
,
L.
Terzolo
,
S. M.
Yi
, and
T. S.
Hahm
,
Nucl. Fusion
51
,
073021
(
2011
).
10.
W. M.
Solomon
,
K. H.
Burrell
,
J. S.
deGrassie
,
R.
Budny
,
R. J.
Groebner
,
J. E.
Kinsey
,
G. J.
Kramer
,
T. C.
Luce
,
M. A.
Makowski
,
D.
Mikkelsen
,
R.
Nazikian
,
C. C.
Petty
,
P. A.
Politzer
,
S. D.
Scott
,
M. A.
Van Zeeland
, and
M. C.
Zarnstorff
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
49
,
B313
(
2007
).
11.
Y.
Sakamoto
,
Y.
Kamada
,
S.
Ide
,
T.
Fujita
,
H.
Shirai
,
T.
Takizuka
,
Y.
Koide
,
T.
Fukuda
,
T.
Oikawa
,
T.
Suzuki
,
K.
Shinohara
,
R.
Yoshino
, and JT-60U team,
Nucl. Fusion
41
,
865
(
2001
).
12.
P.
Mantica
,
C.
Angioni
,
C.
Challis
,
G.
Colyer
,
L.
Frassinetti
,
N.
Hawkes
,
T.
Johnson
,
M.
Tsalas
,
P. C.
deVries
,
J.
Weiland
,
B.
Baiocchi
,
M. N. A.
Beurskens
,
A. C. A.
Figueiredo
,
C.
Giroud
,
J.
Hobirk
,
E.
Joffrin
,
E.
Lerche
,
V.
Naulin
,
A. G.
Peeters
,
A.
Salmi
,
C.
Sozzi
,
D.
Strintzi
,
G.
Staebler
,
T.
Tala
,
D.
Van Eester
, and
T.
Versloot
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
135004
(
2011
).
13.
Ö. D.
Gürcan
,
P. H.
Diamond
,
C. J.
McDevitt
, and
T. S.
Hahm
,
Phys. Plasmas
17
,
032509
(
2010
).
14.
Ö. D.
Gürcan
,
P. H.
Diamond
,
T. S.
Hahm
, and
R.
Singh
,
Phys. Plasmas
14
,
042306
(
2007
).
15.
A. G.
Peeters
,
C.
Angioni
, and
D.
Strintzi
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
265003
(
2007
).
16.
T. S.
Hahm
,
P. H.
Diamond
,
Ö. D.
Gürcan
, and
G.
Rewoldt
,
Phys. Plasmas
15
,
055902
(
2008
).
17.
F. L.
Hinton
,
Phys. Fluids B
3
,
696
(
1991
).
18.
F. L.
Hinton
and
G. M.
Staebler
,
Phys. Fluids B
5
,
1281
(
1993
).
19.
M. A.
Malkov
and
P. H.
Diamond
,
Phys. Plasmas
15
,
122301
(
2008
).
20.
N.
Mattor
and
P. H.
Diamond
,
Phys. Fluids
31
,
1180
(
1988
).
You do not currently have access to this content.