湍流在设定边界等离子体条件中的作用目前是聚变能反应堆设计中的一个关键不确定因素。为了稳健地诊断边缘湍流，我们开发并演示了一种技术，通过一种新的集成深度学习框架将HeI线辐射的亮度测量转化为局部等离子体波动，该框架结合了中性输运物理和碰撞辐射理论，用于氦原子中的$3^3 D - 2^3 P$跃迁。实验有效性的原则进行审查，说明这种电离气体的湍流分析是可转移到磁化和非磁化的环境与任意几何形状。基于Alcator C-Mod托卡马克上的快速相机数据，我们提出了第一个二维的湍流电子密度，电子温度和中性密度的实验测量，揭示了在聚变等离子体中使用一个单一的谱线的阴影效应。
英文摘要：
The role of turbulence in setting boundary plasma conditions is presently a key uncertainty in projecting to fusion energy reactors. To robustly diagnose edge turbulence, we develop and demonstrate a technique to translate brightness measurements of HeI line radiation into local plasma fluctuations via a novel integrated deep learning framework that combines neutral transport physics and collisional radiative theory for the $3^3 D - 2^3 P$ transition in atomic helium. The tenets for experimental validity are reviewed, illustrating that this turbulence analysis for ionized gases is transferable to both magnetized and unmagnetized environments with arbitrary geometries. Based upon fast camera data on the Alcator C-Mod tokamak, we present the first 2-dimensional time-dependent experimental measurements of the turbulent electron density, electron temperature, and neutral density revealing shadowing effects in a fusion plasma using a single spectral line.
DEGAS 2 model validation study: comparison of measured and modeled helium and deuterium line emission arising from an external gas puff on Alcator C-Mod
Gyrokinetic simulation of the effect of transient fueling on plasma turbulence in ADITYA-U tokamak
Indian Institute of Science Bangalore（印度科学研究所班加罗尔分院）；Institute for Plasma Research, Bhat（巴特等离子体研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Centre for Development of Advanced Computing（高级计算发展中心）；Department of Physics and Astronomy, University of California Irvine（加州大学尔湾分校物理与天文学系）
Deep electric field predictions by drift-reduced Braginskii theory with plasma-neutral interactions based upon experimental images of boundary turbulence
École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
我们通过物理学深度学习提出了二维湍流电场计算，该计算符合（i）在具有纯环向场的轴对称聚变等离子体框架下的漂移减少的Braginskii理论，以及（ii）通过分析Alcator C-Mod托卡马克上放电的喷气成像获得的开放场线上波动电子密度和温度的实验估计。在简化的等离子体湍流模型中，考虑了局部膨胀的氦原子对粒子和能量的影响，增强了电场和电子压力之间的相关性。中性粒子还与加宽湍流场振幅分布和增加${\bf E \times B}$剪切速率直接相关。这表明了一种新的方法，在等离子体实验中，通过求解非线性动力学与偏微分方程和数据不编码显式边界或初始条件一致。
Whistler-Alfvén turbulence in a non-neutral ultrarelativistic pair plasma
University of Wisconsin at Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Space Science Institute（空间科学研究所）；University of Kansas（堪萨斯大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
Physics-informed machine learning techniques for edge plasma turbulence modelling in computational theory and experiment
Western University（西安大略大学）；MIT Plasma Science and Fusion Center（麻省理工学院等离子体科学与聚变中心）
边缘等离子体湍流对磁约束聚变装置的性能至关重要。为了更好地理解理论和实验中的边缘湍流，开发了一个受偏微分方程约束的定制物理学深度学习框架，以准确地从电子压力的部分观测中学习与双流体理论一致的湍流场。这种计算是不可能的，否则使用传统的平衡模型。有了这种技术，第一个直接的定量比较静电双流体理论和电磁gyrokinetic模型之间的湍流场表现出良好的整体协议，发现在磁化螺旋等离子体在低归一化压力。为了将这些计算技术转化为实验聚变等离子体，通过一个新创建的深度学习框架展示了一种将HeI线辐射的亮度测量转化为局部等离子体波动的新方法，该框架集成了中性输运物理和碰撞辐射理论，用于氦原子中的$3^3 D - 2^3 P$跃迁。本论文利用Alcator C-Mod托卡马克装置上的快速相机数据，首次利用单根谱线对聚变等离子体中湍流电子密度、电子温度和中性密度进行了二维时间相关的实验测量。利用实验推断的数据，计算了轴对称聚变等离子体纯环向场框架下符合漂移简化Braginskii理论的二维湍流电场的初始估计值.发现氦原子对粒子和能量源的影响增强了电场和电子压力之间的相关性，同时加宽了影响${\bf E \times B}$流动和剪切速率的湍流场幅度。
