不均一磁場中アルベン波のモ-ド変換と微視的不安定性

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02452270
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 犬竹 正明 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (90023738)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北條 仁士 筑波大学, 物理学系, 助教授 (30116660) ; 市村 真 筑波大学, 物理工学系, 講師 (10151482)
• Keywords: アルベン波 / モ-ド変換 / タンデムミラ- / フル-ト不安定性 / アルベン・イオン・サイクロトロン不安定性 / 温度非等方性 / 高周波加熱 / プラズマ理工学

Research Abstract

ガンマ10タンデムミラ-のセントラル部に設置された高周波アンテナにより励起されたアルベン波が極小磁場領域に伝播して行く時,モ-ド変換することが磁気プロ-ブ測定から分り,その物理モデルが先年度作られた。今年度はこのモ-ド変換波によるアンカ-部イオン加熱を直接検出するため、可動型、リップルキャンセル型反磁性ル-プを新たに設置した。その結果、セントラル部で右回り偏波のアルベン速波を励起した時のみイオンが強く加熱され、左回りの遅波励起の場合には加熱されないことが分った。このことはモ-ド変換の効率は非常に高いことを示しており,先年度のプロ-ブ測定結果とよく一致する。また,磁力線方向の2ケ所に設置されたアンテナ間の電流位相を変えることにより,速波の励起や伝播方向を制御し,アンカ-部の加熱を制御できることが分った。アンカ-部プラズマのベ-タ値を高くすることは巨視的不安定性を抑え,セントラル部のベ-タ値を高くするために充要である。セントラル部とアンカ-部のベ-タ値をできるだけ独立に広範囲に変化させることにより,巨視的不安定性限界が実験的に求められた。セントラル部プラズマが等方的温度を有していると仮定して得られるフル-ト不安定性の現淪限界値より一桁以上も高いベ-タ値まで安定である。この違いは,セントラル部プラズマ温度の非等方性を考慮することにより説明できた。一方,セントラル部で観測,同定された微視的不安定;アルベン・イオン・サイクロトロン不安定磁気揺動による温度非等方性の緩和現象を幾つかの独立な測定法(小型ファラデ-カップ,二次電子検出器,飛行時間型粒子エネルギ-分析器,反磁性ル-プアレイ)により検出することができた。更に,この微視的不安定性発生と同期して,ロスコ-ン中の高エネルギ-イオンが増大することが初めて観測された。

Research Products

• [Publications] Masaaki Inutake: "Polarization Reversal of Alfven Waves in a Nonaxisymーmetric Region of a Quadrupole Anchored Tandem Mirror" Physical Review Letters. 65. 3397-3400 (1990)
• [Publications] Hitoshi Hojo: "Coupled Alfven Waves in a Quadrupole Magnetic Field and Mode Conversion" Physical Review Letters. 66. 1866-1869 (1991)
• [Publications] Makoto Ichimura: "PitchーAngle Measurement of Ions by the Use of a Small Faraday Cup" Japanese Journal of Applied Physics. 30. 854-857 (1991)
• [Publications] Atushi Mase: "Ambipolar Potential Effect on a DriftーWave Mode in a TandemーMirror Plasma" Physical Review Letters. 64. 2281-2284 (1990)
• [Publications] Hitoshi Hojo: "Mode Conversion of Alfven Waves Induced by Quadrupole Magnetic Field Modulation" Proc.2nd Int.Toki Conf.on Nonlinear Phenomena in Fusion Plasmas,NlFSーPROCー6. NIFSーPROCー6. 154-157 (1991)
• [Publications] Syoichi Miyoshi: "Development of the Tandem Mirror Experiments in GAMMA10" Nuclear Fusion,Supplement. Vol.2. 539-546 (1991)
• [Publications] Atsushi Mase: "Control of the Radial Electric Field and of Turbulent Fluctuations in a Tandem Mirror Plasma" Nuclear Fusion. 31. 1725-1733 (1991)
• [Publications] Syoich Miyoshi: "Recent Upgraded Tandem Mirror Experiments in GAMMA10" Proc.18th European Conf.on Controlled Fusion and Plasma Physics,Berlin. Vol.II. 269-272 (1991)
• [Publications] Hitoshi Hijo: "Experiment and Theory on Tandem Mirror GAMMA10" Poc.Int.Spring College on Plasma Physics,Phys.Of Alternative Magnetic Confinement Schemes. 137-156 (1991)
• [Publications] Hitoshi Hojo: "Radial Transport Induced by Rotating RF Fields and Breakdown of Intrinsic Ambipolarity in a Magnetic Mirror" Journal of Physical Society of Japan. 60. 2510-2513 (1991)
• [Publications] Kunihiko Hattori: "MillimeterーWave Phase Imazing Interferometer for the GAMMA10 Tandem Mirror" Reviews of Scientific Instruments. 62. 2857-2861 (1991)
• [Publications] Teruji Cho: "Xーray Studies of Various Shapes of Electron Velocity Distribution Functions and of Electron Confinement Affected by KevーRange Electrostatic Potentials" Physical Review. A45. (1992)
• [Publications] Ryota Katsumata: "Temperature Anisotropy Measurement by Using Diamagnetic Loop Array" Japanese Journal of Applied Physics. (1992)
• [Publications] Makoto Ichimura: "Observation of Pressure Anisotropy Relaxation Associated with AlfvenーIonーCyclotron Fluctuation in ICRFーHeated Mirror Plasmas" to be Published.
• [Publications] Masaaki Inutake: "Plasma Stability in the GAMMA10 Tandem Mirror" to be published.
• [Publications] Hitoshi Hojo: "Axial Pressure Profile Effects on Flute Interchange Stability in the Tandew Mirror GAMMA10" Repont of National Institute of Fusion Science. NIFSー98. 1-12 (1991)
• [Publications] 北條 仁士: "ミラ-プラズマの低周波不安定" 核融合研究. 65. 639-657 (1991)