新しい磁場揺動測定法の開発とプラズマ閉じ込めの研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07680539
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 間瀬 淳 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (00023325)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 板倉 昭慶 筑波大学, 物理学系, 講師 (80015544) ; 北條 仁士 筑波大学, 物理学系, 助教授 (30116660)
• Keywords: ミリ波 / 電磁波動 / 磁場揺動 / モード変換 / プラズマ診断 / プラズマ閉じ込め

Research Abstract

1.周波数8-18GHz帯で動作する周波数掃引型送受信システムと上下対向ポートに設置した正常波(O)モードおよび異常波(X)モードホーンを組み合わせて、モード変換散乱(Cross-Polarization Scattering: CPS)測定装置を構成し、ガンマ10セントラル部プラズマに初めて適用した。
2.イオンサイクロトロン周波数領域(Ion Cyclotron Range of Frequency: ICRF)の電磁波動、すなわち、RF加熱波動および励起されたアルフベンイオンサイクロトロン波を対象として測定を行い、以下の結果が得られた。
(1)O→XモードCPS信号は、Xモードカットオフ領域では観測されず、またX→OモードCPS信号は、Oモードカットオフ領域では観測されないことから、磁場揺動成分によりモード変換された信号であることを確認した。
(2)CPS信号とプラズマ周辺部に設置された磁気プローブにより得られた信号が比例関係にあることを見出した。
(3)O→X散乱信号、O→O反射信号を同時に測定し、電磁波動の密度揺動および磁場揺動成分の評価に成功した。両者の比δB/B【similar or equal】δn/n〜10^<-4>は理論的に導出された値と良く一致している。また、O→X信号とO→O信号の比がICRF加熱波動とアルフベンイオンサイクロトロン波で異なること、これが両波動の磁場揺動および密度揺動の成分比が異なることに起因すると推定され
3.本装置を低周波・長波長領域の不安定性の測定にも適した。CPS測定と反射計測定で得られた周波数スペクトルの差から、前者が磁場揺動により散乱された信号であることが推定され、低周波MHDモードに対しても本装置を使用できることを示した。
4.ICRF加熱波動の磁場揺動径方向分布を測定し、加熱の吸収分布とイオン温度の上昇に相関があることを見出した。これは、効率の良いシオン加熱の実現に寄与するものと考えられる。

Research Products

• [Publications] N. Oyama: "Millimeter-Wave Phase Imaging Interformetry Using Two-Dimensional Detector Array" Japanese Journal of Applied Physics. 34. 2006-2007 (1995)
• [Publications] Y. Nakashima: "Studies of Fueling, Particle Transport and Impurtity Behavior in the GAMMA 10 Tandem Mirror" Journal of Nuclear Materials. 220-222. 580-584 (1995)
• [Publications] M. Inutake: "MHD Stability of a Hot-Ion-Mode Plasma in the GAMMA 10 Tandem Mirror" Transactions of Fusion Technology. 27. 409-412 (1995)
• [Publications] N. Yamaguchi: "Space-Resolving Flat-Field Grazing-Incidence Spectrograph for Large Plasma Diagnostics" Journal of Plasma and Fusion Research. 71. 867-875 (1995)
• [Publications] A. Mase: "Cross-Polarization Scattering from Electromagnetic Plasma Waves in Ion Cyclotron Range of Frequencies" Japanese Journal of Applied Physics. 34. L1494-L1496 (1995)
• [Publications] H. Hojo: "Effect of Resonant Electrons on Ion Temperature Gradient Mode in an Anisotropic Plasma" Japanese Journal of Applied Physics. 34. 6501-6502 (1995)
• [Publications] A. Mase: "Application of Millimeter-Wave Two-Dimensional Imaging Array to the GAMMA 10 Tandem Mirror" Proc. 7th International Symposium on Laser-Aided Plama Piagnostics. 240-245 (1995)
• [Publications] N. Katsuragawa: "Simulation Study of Ultrashort-Pulse Reflectometry" Proc. 7th International Symposium on Laser-Aided Plama Diagnostics. 345-350 (1995)
• [Publications] Y. Kiwamoto: "Detection of Fusion Neutrons from a Deuterium-Proton Mixed Plasma in the GAMMA 10 Tandem Mirror" Physics of Plasmas. 3. 578-583 (1995)
• [Publications] A. Mase: "ICRF Physics Measurements by Reflectometry" Diagnostics for Experimental Thermonuclear Fusion Reactors Plenum Press, New York. (印刷中). 153-162 (1996)
• [Publications] L. G. Bruskin: "2D Correlation Reflectometry of Fusion Device" Journal of Plasma and Fusion(発表予定). 72. (1996)
• [Publications] A. Mase: "Reflectometric Measurement of Density and Magnetic Fluctuations in ICRF-Driven Waves" Fusion Engineering and Design. (発表予定).
• [Publications] T. Tokuzawa: "Reflectometric Density Profile Measurement Using an Ultrafast Sweep Oscillator" Fusion Engineering and Design. (発表予定).
• [Publications] N. Oyama: "Plasma Diagnostics Using Millimeter-Wave Two-Dimensional Imaging Array" Fusion Engineering and Design. (発表予定).