Recent experiments on DIII-D [J. L. Luxon, Nucl. Fusion42, 614 (2002)] and National Spherical Torus Experiment (NSTX) [M. Ono et al, Nucl. Fusion40, 557 (2000)] have focused on investigating mechanisms of driving rotation in fusion plasmas. The so-called intrinsic rotation is generated by an effective torque, driven by residual stresses in the plasma, which appears to originate in the plasma edge. A clear scaling of this intrinsic drive with the H-mode pressure gradient is observed. Coupled with the experimentally inferred pinch of angular momentum, such an edge source is capable of producing sheared rotation profiles. Intrinsic drive is also possible directly in the core, although the physics mechanisms are much more complex. Another option which is being explored is the use of nonresonant magnetic fields for spinning the plasma. It is found beneficially that the torque from these fields can be enhanced at low rotation, which assists in spinning the plasma from rest, and offers increased resistance against plasma slowing.

1.
E. J.
Strait
,
T. S.
Taylor
,
A. D.
Turnbull
,
J. R.
Ferron
,
L. L.
Lao
,
B.
Rice
,
O.
Sauter
,
S. J.
Thompson
, and
D.
Wróblewski
,
Phys. Rev. Lett.
74
,
2483
(
1995
).
2.
K. H.
Burrell
,
Phys. Plasmas
4
,
1499
(
1997
).
3.
M.
Shimada
,
D. J.
Campbell
,
V.
Mukhovatov
,
M.
Fujiwara
,
N.
Kirneva
,
K.
Lackner
,
M.
Nagami
,
V. D.
Pustovitov
,
N.
Uckan
,
J.
Wesley
,
N.
Asakura
,
A. E.
Costley
,
A. J. H.
Donn
,
E. J.
Doyle
,
A.
Fasoli
,
C.
Gormezano
,
Y.
Gribov
,
O.
Gruber
,
T. C.
Hender
,
W.
Houlberg
,
S.
Ide
,
Y.
Kamada
,
A.
Leonard
,
B.
Lipschultz
,
A.
Loarte
,
K.
Miyamoto
,
V.
Mukhovatov
,
T. H.
Osborne
,
A.
Polevoi
, and
A. C. C.
Sips
,
Nucl. Fusion
47
,
S1
(
2007
).
4.
J. D.
Callen
,
A. J.
Cole
, and
C. C.
Hegna
,
Phys. Plasmas
16
,
082504
(
2009
).
5.
A. G.
Peeters
,
C.
Angioni
, and
D.
Strintzi
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
265003
(
2007
).
6.
T. S.
Hahm
,
P. H.
Diamond
,
Ö. D.
Gürcan
, and
G.
Rewoldt
,
Phys. Plasmas
14
,
072302
(
2007
).
7.
R. R.
Dominguez
and
G. M.
Staebler
,
Phys. Fluids B
5
,
3876
(
1993
).
8.
Ö. D.
Gürcan
,
P. H.
Diamond
,
T. S.
Hahm
, and
R.
Singh
,
Phys. Plasmas
14
,
042306
(
2007
).
9.
Y.
Camenen
,
A. G.
Peeters
,
C.
Angioni
,
F. J.
Casson
,
W. A.
Hornsby
,
A. P.
Snodin
, and
D.
Strintzi
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
125001
(
2009
).
10.
C. J.
McDevitt
,
P. H.
Diamond
,
Ö. D.
Gürcan
, and
T. S.
Hahm
,
Phys. Plasmas
16
,
052302
(
2009
).
11.
R. E.
Waltz
,
G. M.
Staebler
,
J.
Candy
, and
F. L.
Hinton
,
Phys. Plasmas
14
,
122507
(
2007
).
12.
J.
Candy
and
R. E.
Waltz
,
J. Comput. Phys.
186
,
545
(
2003
).
13.
W. M.
Solomon
,
S. M.
Kaye
,
R. E.
Bell
,
B. P.
LeBlanc
,
J. E.
Menard
,
G.
Rewoldt
,
W.
Wang
, and
S. A.
Sabbagh
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
065004
(
2008
).
14.
M.
Yoshida
,
Y.
Koide
,
H.
Takenaga
,
H.
Urano
,
N.
Oyama
,
K.
Kamiya
,
Y.
Sakamoto
,
G.
Matsunaga
, and
Y.
Kamada
,
Nucl. Fusion
47
,
856
(
2007
).
15.
T.
Tala
,
K. -D.
Zastrow
,
J.
Ferreira
,
P.
Mantica
,
V.
Naulin
,
A. G.
Peeters
,
G.
Tardini
,
M.
Brix
,
G.
Corrigan
,
C.
Giroud
, and
D.
Strintzi
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
075001
(
2009
).
16.
K.
Ida
,
Y.
Miura
,
T.
Matsuda
,
K.
Itoh
,
S.
Hidekuma
, and
S. -I.
Itoh
,
Phys. Rev. Lett.
74
,
1990
(
1995
).
17.
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
).
18.
W. M.
Solomon
,
K. H.
Burrell
,
A. M.
Garofalo
,
A. J.
Cole
,
R. V.
Budny
,
J. S.
deGrassie
,
W. W.
Heidbrink
,
G. L.
Jackson
,
M. J.
Lanctot
,
R.
Nazikian
,
H.
Reimerdes
,
E. J.
Strait
, and
M. A.
Van Zeeland
,
Nucl. Fusion
49
,
085005
(
2009
).
19.
E.
Lazzaro
,
R. J.
Buttery
,
T. C.
Hender
,
P.
Zanca
,
R.
Fitzpatrick
,
M.
Bigi
,
T.
Bolzonella
,
R.
Coelho
,
M.
DeBenedetti
,
S.
Nowak
,
O.
Sauter
, and
M.
Stamp
,
Phys. Plasmas
9
,
3906
(
2002
).
20.
W.
Zhu
,
S. A.
Sabbagh
,
R. E.
Bell
,
J. M.
Bialek
,
M. G.
Bell
,
B. P.
LeBlanc
,
S. M.
Kaye
,
F. M.
Levinton
,
J. E.
Menard
,
K. C.
Shaing
,
A. C.
Sontag
, and
H.
Yuh
,
Phys. Rev. Lett.
96
,
225002
(
2006
).
21.
A. M.
Garofalo
,
K. H.
Burrell
,
J. C.
DeBoo
,
J. S.
deGrassie
,
G. L.
Jackson
,
M. J.
Lanctot
,
H.
Reimerdes
,
M. J.
Schaffer
,
W. M.
Solomon
, and
E. J.
Strait
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
195005
(
2008
).
22.
K. C.
Shaing
,
S. P.
Hirshman
, and
J. D.
Callen
,
Phys. Fluids
29
,
521
(
1986
).
23.
K. C.
Shaing
,
Phys. Plasmas
10
,
1443
(
2003
).
24.
A.
Cole
,
C.
Hegna
, and
J.
Callen
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
065001
(
2007
).
25.
J. E.
Rice
,
A.
Ince-Cushman
,
J. S.
deGrassie
,
L. -G.
Eriksson
,
Y.
Sakamoto
,
A.
Scarabosio
,
A.
Bortolon
,
K. H.
Burrell
,
B. P.
Duval
,
C.
Fenzi-Bonizec
,
M. J.
Greenwald
,
R. J.
Groebner
,
G. T.
Hoang
,
Y.
Koide
,
E. S.
Marmar
,
A.
Pochelon
, and
Y.
Podpaly
,
Nucl. Fusion
47
,
1618
(
2007
).
26.
27.
R.
Hawryluk
,
Physics of Plasmas Close to Thermonuclear Conditions
(
CEC
,
Brussels
,
1980
), Vol.
1
, p.
19
.
28.
R. J.
Goldston
,
D. C.
McCune
,
H. H.
Towner
,
S. L.
Davis
,
R. J.
Hawryluk
, and
G. L.
Schmidt
,
J. Comput. Phys.
43
,
61
(
1981
).
29.
A.
Pankin
,
Comput. Phys. Commun.
159
,
157
(
2004
).
30.
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
).
31.
R. J.
Groebner
,
K. H.
Burrell
, and
R. P.
Seraydarian
,
Phys. Rev. Lett.
64
,
3015
(
1990
).
32.
F. L.
Hinton
and
Y. -B.
Kim
,
Phys. Plasmas
2
,
159
(
1995
).
33.
S. M.
Kaye
,
W.
Solomon
,
R. E.
Bell
,
B. P.
LeBlanc
,
F.
Levinton
,
J.
Menard
,
G.
Rewoldt
,
S.
Sabbagh
,
W.
Wang
, and
H.
Yuh
,
Nucl. Fusion
49
,
045010
(
2009
).
34.
A. G.
Peeters
,
C.
Angioni
,
Y.
Camenen
,
F. J.
Casson
,
W. A.
Hornsby
,
A. P.
Snodin
, and
D.
Strintzi
,
Phys. Plasmas
16
,
062311
(
2009
).
35.
M.
Maslov
,
C.
Angioni
, and
H.
Weisen
,
Nucl. Fusion
49
,
075037
(
2009
).
36.
M.
Ono
,
S. M.
Kaye
,
Y. -K. M.
Peng
,
G.
Barnes
,
W.
Blanchard
,
M. D.
Carter
,
J.
Chrzanowski
,
L.
Dudek
,
R.
Ewig
,
D.
Gates
,
R. E.
Hatcher
,
T.
Jarboe
,
S. C.
Jardin
,
D.
Johnson
,
R.
Kaita
,
M.
Kalish
,
C. E.
Kessel
,
H. W.
Kugel
,
R.
Maingi
,
R.
Majeski
,
J.
Manickam
,
B.
McCormack
,
J.
Menard
,
D.
Mueller
,
B. A.
Nelson
,
B. E.
Nelson
,
C.
Neumeyer
,
G.
Oliaro
,
F.
Paoletti
,
R.
Parsells
,
E.
Perry
,
N.
Pomphrey
,
S.
Ramakrishnan
,
R.
Raman
,
G.
Rewoldt
,
J.
Robinson
,
A. L.
Roquemore
,
P.
Ryan
,
S.
Sabbagh
,
D.
Swain
,
E. J.
Synakowski
,
M.
Viola
,
M.
Williams
,
J. R.
Wilson
, and
NSTX Team
,
Nucl. Fusion
40
,
557
(
2000
).
37.
M.
Yoshida
,
Y.
Sakamoto
,
H.
Takenaga
,
S.
Ide
,
N.
Oyama
,
T.
Kobayashi
, and
Y.
Kamada
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
065003
(
2009
).
38.
H.
Hutchinson
,
R.
Boivin
,
F.
Bombardia
,
P.
Bonoli
,
S.
Fairfax
,
C.
Fiore
,
J.
Goetz
,
S.
Golovato
,
R.
Granetz
,
M.
Greenwald
,
S.
Hubbard
,
J.
Irby
,
B.
LaBombard
,
B.
Lipschultz
,
E.
Marmar
,
G.
McCracken
,
M.
Porkolab
,
J.
Rice
,
J.
Snipes
,
Y.
Takase
,
J.
Terry
,
S.
Wolfe
,
C.
Christensen
,
D.
Garnier
,
M.
Graf
,
T.
Hsu
,
T.
Luke
,
M.
May
,
A.
Nemczewski
,
G.
Tinio
,
J.
Schachter
, and
J.
Urbahn
,
Phys. Plasmas
1
,
1511
(
1994
).
39.
J. E.
Rice
,
A. C.
Ince-Cushman
,
P. T.
Bonoli
,
M. J.
Greenwald
,
J. W.
Hughes
,
R. R.
Parker
,
M. L.
Reinke
,
G. M.
Wallace
,
C. L.
Fiore
,
R. S.
Granetz
,
A. E.
Hubbard
,
J. H.
Irby
,
E. S.
Marmar
,
S.
Shiraiwa
,
S. M.
Wolfe
,
S. J.
Wukitch
,
M.
Bitter
,
K.
Hill
, and
J. R.
Wilson
,
Nucl. Fusion
49
,
025004
(
2009
).
40.
Y.
Lin
,
J. E.
Rice
,
S. J.
Wukitch
,
M. J.
Greenwald
,
A. E.
Hubbard
,
A.
Ince-Cushman
,
L.
Lin
,
M.
Porkolab
,
M. L.
Reinke
, and
N.
Tsujii
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
235002
(
2008
).
41.
J. C.
Hosea
and
NSTX Team
,
Proceedings of the 18th Topical Conference on RF Power in Plasmas
, Gent, Belgium, June
2009
.
42.
K. H.
Burrell
,
T. H.
Osborne
,
P. B.
Snyder
,
W. P.
West
,
M. E.
Fenstermacher
,
R. J.
Groebner
,
P.
Gohil
,
A. W.
Leonard
, and
W. M.
Solomon
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
155003
(
2009
).
43.
G. M.
Staebler
,
J. E.
Kinsey
, and
R. E.
Waltz
,
Bull. Am. Phys. Soc.
54
,
269
(
2009
).
44.
K. C.
Shaing
,
P.
Cahyna
,
M.
Becoulet
,
J. -K.
Park
,
S. A.
Sabbagh
, and
M. S.
Chu
,
Phys. Plasmas
15
,
082506
(
2008
).
45.
K. C.
Shaing
,
S. A.
Sabbagh
, and
M. S.
Chu
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
51
,
035009
(
2009
).
46.
A. J.
Cole
,
J. D.
Callen
,
C. C.
Hegna
,
A. M.
Garofalo
,
H.
Reimerdes
,
W. M.
Solomon
, and
DIII-D Team
, “
Observation of peak neoclassical toroidal viscous force in the DIII-D tokamak
” (unpublished).
47.
A. M.
Garofalo
,
K. H.
Burrell
,
H.
Reimerdes
,
W. M.
Solomon
,
M. J.
Lanctot
,
T. H.
Osborne
, and
L.
Schmitz
, “
Quiescent H-mode in tokamak plasmas with torque driven by static non-axisymmetric fields
” (unpublished).
48.
A. M.
Garofalo
,
W. M.
Solomon
,
M.
Lanctot
,
K. H.
Burrell
,
J. C.
DeBoo
,
J. S.
deGrassie
,
G. L.
Jackson
,
J. -K.
Park
,
H.
Reimerdes
,
M. J.
Schaffer
, and
E. J.
Strait
,
Phys. Plasmas
16
,
056119
(
2009
).
49.
H.
Reimerdes
,
A. M.
Garofalo
,
E. J.
Strait
,
R. J.
Buttery
,
M. S.
Chu
,
Y.
In
,
G. L.
Jackson
,
R. J.
La Haye
,
M. J.
Lanctot
,
Y. Q.
Liu
,
M.
Okabayashi
,
J. -K.
Park
,
M. J.
Schaffer
, and
W. M.
Solomon
,
Nucl. Fusion
49
,
115001
(
2009
).
You do not currently have access to this content.