The connection between impurity ion heating and other physical processes in the plasma is evaluated by studying variations in the amount of ion heating at reconnection events in the Madison Symmetric Torus (MST). Correlation of the change in ion temperature with individual tearing mode amplitudes indicates that the edge-resonant modes are better predictors for the amount of global ion heating than the core-resonant modes. There is also a strong correlation between ion heating and current profile relaxation. Simultaneous measurements of the ion temperature at different toroidal locations reveal, for the first time, a toroidal asymmetry to the ion heating in MST. These results present challenges for existing heating theories and suggest a stronger connection between edge-resonant tearing modes, current profile relaxation, and ion heating than has been previously thought.
REFERENCES
1.
J. G.
Lyon
, Science
288
, 1987
(2000
).2.
K.
Hurley
, S. E.
Boggs
, D. M.
Smith
, R. C.
Duncan
, R.
Lin
, A.
Zoglauer
, S.
Krucker
, G.
Hurford
, H.
Hudson
, C.
Wigger
, W.
Hajdas
, C.
Thompson
, I.
Mitrofanov
, A.
Sanin
, W.
Boynton
, C.
Fellows
, A.
von Kienlin
, G.
Lichti
, A.
Rau
, and T.
Cline
, Nature
434
, 1098
(2005
).3.
J. F.
Drake
and M.
Swisdak
, Space Sci. Rev.
172
, 227
(2012
).4.
N.
Nishizuka
, Y.
Hayashi
, H.
Tanabe
, A.
Kuwahata
, Y.
Kaminou
, Y.
Ono
, M.
Inomot
, and T.
Shimizu
, ApJ
756
, 152
(2012
).5.
K.
Knizhnik
, M.
Swisdak
, and J. F.
Drake
, ApJ Lett.
743
, L35
(2011
).6.
Y.
Ono
, H.
Tanabe
, T.
Yamada
, M.
Inomoto
, S.
Inoue
, K.
Gi
, T.
Watanabe
, M.
Gryaznevich
, R.
Scannell
, C.
Michael
, and C. Z.
Cheng
, Plasma Phys. Controlled Fusion
54
, 124039
(2012
).7.
J.
Yoo
, M.
Yamada
, H.
Ji
, and C. E.
Myers
, Phys. Rev. Lett.
110
, 215007
(2013
).8.
R. B.
Howell
and Y.
Nagayama
, Phys. Fluids
28
, 743
(1985
).9.
P.
Hörling
, G.
Hedin
, J. H.
Brzozowski
, E.
Tennfors
, and S.
Mazur
, Plasma Phys. Controlled Fusion
38
, 1725
(1996
).10.
A.
Lazaros
, Plasma Phys. Controlled Fusion
31
, 1995
(1989
).11.
M. R.
Brown
, C. D.
Cothran
, D. H.
Cohen
, J.
Horwitz
, and V.
Chaplin
, J. Fusion Energy
27
, 16
(2008
).12.
R. N.
Dexter
, D. W.
Kerst
, T. W.
Lovell
, S. C.
Prager
, and J. C.
Sprott
, Fusion Technol.
19
, 131
(1991
).13.
E.
Scime
, S.
Hokin
, N.
Mattor
, and C.
Watts
, Phys. Rev. Lett.
68
, 2165
(1992
).14.
S.
Gangadhara
, D.
Craig
, D. A.
Ennis
, D. J.
Den Hartog
, G.
Fiksel
, and S. C.
Prager
, Phys. Plasmas
15
, 056121
(2008
).15.
R. M.
Magee
, D. J.
Den Hartog
, S. T. A.
Kumar
, A. F.
Almagri
, B. E.
Chapman
, G.
Fiksel
, V. V.
Mirnov
, E. D.
Mezonlin
, and J. B.
Titus
, Phys. Rev. Lett.
107
, 065005
(2011
).16.
G.
Fiksel
, A. F.
Almagri
, B. E.
Chapman
, V. V.
Mirnov
, Y.
Ren
, J. S.
Sarff
, and P. W.
Terry
, Phys. Rev. Lett.
103
, 145002
(2009
).17.
S. T. A.
Kumar
, A. F.
Almagri
, D.
Craig
, D. J.
Den Hartog
, M. D.
Nornberg
, J. S.
Sarff
, and P. W.
Terry
, Phys. Plasmas
20
, 056501
(2013
).18.
E.
Scime
, M.
Cekic
, D. J.
Den Hartog
, S.
Hokin
, D. J.
Holly
, and C.
Watts
, Phys. Fluids B
4
, 4062
(1992
).19.
V.
Tangri
, P. W.
Terry
, and G.
Fiksel
, Phys. Plasmas
15
, 112501
(2008
).20.
C. G.
Gimblett
, Europhys. Lett.
11
, 541
(1990
).21.
Z.
Yoshida
, Nucl. Fusion
31
, 386
(1991
).22.
A.
Ejiri
and K.
Miyamoto
, Plasma Phys. Controlled Fusion
37
, 43
(1995
).23.
S. P.
Hirshman
and D. J.
Sigmar
, Nucl. Fusion
21
, 1079
(1981
).24.
A. L.
Garcia-Perciante
, J. D.
Callen
, K. C.
shaing
, and C. C.
Hegna
, Phys. Plasmas
12
, 052516
(2005
).25.
V. A.
Svidzinski
, G.
Fiksel
, V. V.
Mirnov
, and S. C.
Prager
, Phys. Plasmas
15
, 062511
(2008
).26.
R.
Gatto
and P. W.
Terry
, Phys. Plasmas
8
, 825
(2001
).27.
D. J.
Den Hartog
and R. J.
Fonck
, Rev. Sci. Instrum.
65
, 3238
(1994
).28.
D.
Craig
, D. J.
Den Hartog
, D. A.
Ennis
, S.
Gangadhara
, and D.
Holly
, Rev. Sci. Instrum.
78
, 013103
(2007
).29.
S.
Ortolani
and D. D.
Schnack
, Magnetohydrodynamics of Plasma Relaxations
(World Scientific
, 1993
).30.
T. M.
Biewer
, C. B.
Forest
, J. K.
Anderson
, G.
Fiksel
, B.
Hudson
, S. C.
Prager
, J. S.
Sarff
, and J. C.
Wright
, Phys. Rev. Lett.
91
, 045004
(2003
).31.
J. A.
Reusch
, J. K.
Anderson
, D. J.
Den Hartog
, F.
Ebrahimi
, D. D.
Schnack
, H. D.
Stephens
, and C. B.
Forest
, Phys. Rev. Lett.
107
, 155002
(2011
).32.
A. K.
Hansen
, A. F.
Almagri
, D.
Craig
, D. J.
Den Hartog
, C. C.
Hegna
, S. C.
Prager
, and J. S.
Sarff
, Phys. Rev. Lett.
85
, 3408
(2000
).33.
A. F.
Almagri
, J. T.
Chapman
, C. S.
Chiang
, D.
Craig
, D. J.
Den Hartog
, C. C.
Hegna
, and S. C.
Prager
, Phys. Plasmas
5
, 3982
(1998
).34.
A.
Kuritsyn
, G.
Fiksel
, A. F.
Almagri
, D. L.
Brower
, W. X.
Ding
, M. C.
Miller
, V. V.
Mirnov
, S. C.
Prager
, and J. S.
Sarff
, Phys. Plasmas
16
, 055903
(2009
).35.
D. J.
Den Hartog
, J. T.
Chapman
, D.
Craig
, G.
Fiksel
, P. W.
Fontana
, S. C.
Prager
, and J. S.
Sarff
, Phys. Plasmas
6
, 1813
(1999
).36.
D. A.
Ennis
, D.
Craig
, S.
Gangadhara
, J. K.
Anderson
, D. J.
Den Hartog
, F.
Ebrahimi
, G.
Fiksel
, and S. C.
Prager
, Phys. Plasmas
17
, 082102
(2010
).37.
R.
Fitzpatrick
, Phys. Plasmas
6
, 1168
(1999
).38.
T.
Tamano
, W. D.
Bard
, C.
Chu
et al, Phys. Rev. Lett.
59
, 1444
(1987
).39.
C. P.
Kasten
, D. J.
Den Hartog
, H. D.
Stephens
, C. C.
Hegna
, and J. A.
Reusch
, Plasma Phys. Controlled Fusion
53
, 112001
(2011
).40.
L.
Pieroni
and S. E.
Segre
, Phys. Rev. Lett.
34
, 928
(1975
).41.
A. A. M.
Oomens
and L. Th. M.
Ornstein
, Phys. Rev. Lett.
36
, 255
(1976
).42.
S. C.
Luckhardt
, M.
Porkolab
, S. F.
Knowlton
, K.-I.
Chen
, A. S.
Fisher
, F. S.
McDermott
, and M.
Mayberry
, Phys. Rev. Lett.
48
, 152
(1982
).43.
G.
Fussmann
, D.
Campbell
, A.
Eberhagen
, W.
Engelhardt
, F.
Karger
, M.
Keilhacker
, O.
Kluber
, K.
Lackner
, S.
Sesnic
, F.
Wagner
, K.
Behringer
, O.
Gehre
, J.
Gernhardt
, E.
Glock
, G.
Haas
, M.
Kornherr
, G.
Lisitano
, H. M.
Mayer
, D.
Meisel
, R.
Muller
, H.
Murmann
, H.
Niedermeyer
, W.
Poschenrieder
, H.
Rapp
, N.
Ruhs
, F.
Schneider
, G.
Siller
, and K. H.
Steuer
, Phys. Rev. Lett.
47
, 1004
(1981
).© 2014 AIP Publishing LLC.
2014
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
