高周波加熱と密度揺動

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11210208
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 久保 伸 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (80170025)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 下妻 隆 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (80270487) ; 佐藤 元泰 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (60115855) ; 大久保 邦三 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (00023739) ; 吉村 泰夫 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (90300730) ; 出射 浩 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (70260049)
• Keywords: 散乱計測 / 密度揺動 / 電子サイクロトロン波加熱 / 伝送系 / 入射系 / マイクロ波収束ビーム / プラズマ / ドリフト波

Research Abstract

平成11年度には LHD に設置されている電子サイクロトロン加熱用アンテナのうち、同一ポートに設置されている 84GHz 入射用アンテナを能動プローブビーム用アンテナ、 168GHz 入射用アンテナを散乱波受信用アンテナとして用いて、実際のプラズマからの密度揺動によるマイクロ波の散乱受信を試みた。このため、 168GHz を入射している場合には受信用のマイクロ波のコンポーネントを伝送系に設置することができず、 168GHz を用いない、 LHD の本体中心磁場 1.5Tesla での実験でのみ、受信をおこなった。また、今回は散乱計測の原理実証の段階であったため、専用のマシンタイムを確保できなかった。これらのため、散乱実験として必ずしも最適の条件でデータを取得することができなかったが、散乱断面積をプラズマの中心部、中間、及び周辺部に設定して受信信号のスペクトルがそれぞれことなること、また、受信波が周波数帯域で数百ヘルツから数十メガヘルツ、波数が 4.5 から 10cm^<-1> であることから推測して、散逸性ドリフト波不安定性または捕捉粒子不安定性に起因する密度揺動によるもので、受信レベルは密度揺動としてバックグランドの密度の数パーセントであることを示している。さらに、これらの測定はホモダイン検波法を用いたものであったが、周波数の高い領域で入射波に対する上方シフト下方シフトの非対称性をより高い感度で検出できるスーパーヘテロダイン検出も本課題で購入したマイクロ波コンポーネントを用いて試みた。この結果、スーパーヘテロダイン検出法の本計測における有効性を示すことができた。

Research Products

• [Publications] S, Kubo, R. Kumazawa et al.: "RF experiments in LHD"Radio Frequency Power in Plasmas. 237-244 (1999)
• [Publications] K. Ohkubo, S. Kubo et al: "Electron Cyclotron Plasma Productiom and Heating on LHD"Proc. 4^<th> Int. Conf. Strong Microwaves in Plasmas. 発表予定.
• [Publications] Y. Yoshimura et al.: "Measurement of Plasma Transmitted EC-Wave Power Associated with its Incident Polarization Direction in CHS"Proc. 4^<th> Int. Conf. Strong Microwaves in Plasmas. 発表予定.
• [Publications] T. Shimozuma et al.: "ECH System and Its Application to Long Pulse Discharge"Fusion Engineering and Technology. 発表予定.
• [Publications] H. Idei, S. Kubo et al.: "Electron Cyclotron Heating Scenario and Experimental Results in LHD"Fusion Engineering and Technology. 発表予定.