Density fluctuations associated with the sawtooth internal disruption

(Received 4 March 1991, revised 24 May 1991, accepted 30 May 1991)

Abstract
Fluctuations specially related to the sawtooth internal disruption has been observed on TFR tokamak plasmas by analyzing the fluctuations density with CO ₂ laser light scattering. The time localization is clearly connected with the successive phases of the relaxation process. Some specific fluctuations appear in relation to the kink motion, but te main burst corresponds to the collapse phase. We concentrate our study on this strong burst and show first its frequency and wave number spectral properties and the corresponding pseudo dispersion relation. The fluctuations are spatially localized. They are within the interior of the q = 1 surface and extend approximately 120° azimuthally. Taking into account the twisting of the central plasma during the turbulent kink phase, this location agrees with the azimuthal position of the << sooner and faster >> outgoing heat flux. The power level of these fluctuations is two orders of magnitude larger than the local quasi-stationary turbulence. These observations are in fair agreement with the predictions of the sawtooth disruption model previously proposed by Andreoletti. The observed specific fluctuations show several similarities with the so-called << magnétodrift turbulence >> described in the model.

Résumé
Des fluctuations, spécifiquement reliées à la relaxation interne en dent de scie, ont été observées sur le tokamak TFR en analysant la densité fluctuante par diffusion de la lumière émise par un laser CO ₂. La localisation temporelle observée est clairement liée aux phases successives du processus de relaxation. Ces fluctuations sont observables pendant le mouvement hélicoïdal << kink >>, mais la bouffée principale correspond à la phase d'effondrement de la température. Notre étude concerne cette forte bouffée de densité fluctuante , nous montrons d'abord les propriétés spectrales en fréquence et en nombre d'onde et la pseudo-relation de dispersion correspondante. Les fluctuations sont localisées dans l'espace ; elles se situent à l'intérieur de la surface q = 1 et leur extension azimutale est d'environ 120°. Compte tenu du vrillage du plasma central durant la phase de mouvement << kink >> turbulent, cette localisation correspond à la position azimutale où le flux de chaleur, sortant de la zone centrale du plasma, apparait le plus tôt et évolue le plus rapidement. Le niveau de puissance de ces fluctuations est deux ordres de grandeur plus élevé que celui de la turbulence quasi-stationnaire locale. Ces observations sont en bon accord avec les prédictions du modèle de disruption en dent de scie proposé par Andréoletti. Les fluctuations spécifiques observées présentent plusieurs similitudes avec la turbulence << magnétodrift >> décrite dans ce modèle.