Study on the boundary condition of spontaneously excited Alfven wave and relaxation of anisotropy in a mirror magnetic field configuration

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K17797
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 池添 竜也 筑波大学, 数理物質系, 助教 (70582849)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 波動計測 / マイクロ波反射計 / AIC波動 / ICRF加熱 / 高エネルギーイオン計測 / 温度非等方性 / スイッチングアンテナ / 波動粒子相互作用

Outline of Annual Research Achievements

タンデムミラー型磁場閉じ込め装置GAMMA 10のセントラルミラー磁場部では、高出力のイオンサイクロトロン周波数帯（ICRF）加熱により、強いイオン温度非等方性をもつプラズマが生成され、それを駆動力としてアルベンイオンサイクロトロン(AIC)波動が励起される。不安定周波数帯に複数の周波数ピークをもって励起されるAIC波動の境界条件を調べるために、高速アンテナスイッチングを導入した2chマイクロ波反射計を用いてAIC波動の空間構造を調べた。二つの可変マイクロ波周波数、アンテナアレイ、アンテナスイッチングにより、AIC波動が励起されるセントラル部の広い空間領域において、AIC波動に伴う密度揺動振幅の径方向分布、軸方向への変化(5点)、2点間の位相差分布、それらの時間変化の計測に成功した。ICRF加熱条件を様々に変え、また局所的にガスを入射してプラズマパラメータ分布を変えるような実験から、初期計測で示唆されていた複数のピーク周波数間で異なる軸方向空間構造が存在することが明確になった。反射計により揺動振幅を導出する際に密度分布の精度が重要であり、従来の多視線干渉計による計測に加え、高速周波数掃引が可能なマイクロ波発振器を導入してFM反射計による密度分布計測を可能にした。GAMMA 10エンド部の高エネルギーイオン検出器を増設し、AIC波動の複数ピーク周波数間の差周波（80-200kHz）の揺動と相互作用して磁力線方向に輸送されるイオンが、特に径方向内側で顕著であること、そのエネルギー帯は連続でなくあるエネルギー幅に限られること、差周波数毎にエネルギー帯が異なること等を明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Measurement of ICRF wave propagation using a microwave reflectometer with fast antenna switching on GAMMA 10 (2017)
  • Author(s): R. Ikezoe, M. Ichimura, J. Itagaki, M. Hirata, S. Sumida, S. Jang, K. Izumi, A. Tanaka, R. Sekine, Y. Kubota, Y. Shima, J. Kohagura, M. Yoshikawa, M. Sakamoto and Y. Nakashima
  • Journal Title: Journal of Instrumentation Volume: 12 Pages: C12017
  • DOI: 10.1088/1748-0221/12/12/C12017
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Recent Studies Toward ICRF Heating of a High Density Linear Plasma on GAMMA 10/PDX (2018)
  • Author(s): R. Ikezoe, M. Ichimura, M. Hirata, S. Sumida, S. Jang, J. Itagaki, K. Izumi, A. Tanaka, Y. Kubota, R. Sekine, J. Kohagura, Y. Shima, M. Yoshikawa, R. Minami, M. Sakamoto, and Y. Nakashima
  • Organizer: Japan-Korea Workshop on Physics and Technology of Heating and Current Drive in Fusion Plasmas
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Measurement of ICRF wave propagation using a microwave reflectometer with fast antenna switching on GAMMA 10 (2017)
  • Author(s): R. Ikezoe, M. Ichimura, J. Itagaki, M. Hirata, S. Sumida, S. Jang, K. Izumi, A. Tanaka, R. Sekine, Y. Kubota, Y. Shima, J. Kohagura, M. Yoshikawa, M. Sakamoto, and Y. Nakashima
  • Organizer: 18th International symposium on Laser-Aided Plasma Diagnostics
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Correction of time varying offset in a heterodyne reflectometer for fluctuation measurement on GAMMA 10 (2017)
  • Author(s): J. Itagaki, R. Ikezoe, M. Ichimura, M. Hirata, S. Sumida, S. Jang, K. Izumi, A. Tanaka, R. Sekine, Y. Kubota, Y. Shima, J. Kohagura, M. Yoshikawa, M. Sakamoto and Y. Nakashima
  • Organizer: 18th International symposium on Laser-Aided Plasma Diagnostics
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] GAMMA 10/PDXにおけるICRF高周波を用いた端損失イオンの制御 (2017)
  • Author(s): ジャン ソウォン，市村 真，平田 真史，池添 竜也，坂本 瑞樹，隅田 脩平，板垣惇平，泉 昂希，田中 温人，久保田 裕士，関根 諒，中嶋 洋輔
  • Organizer: Plasma Conference 2017
• [Presentation] GAMMA 10における自発励起ICRF波動に起因する端損失高エネルギーイオンの測定 (2017)
  • Author(s): 泉昂希，池添竜也，市村真，平田真史，坂本瑞樹，隅田脩平，ジャンソウォン，板垣惇平，田中温人，久保田裕士，関根諒，中嶋洋輔
  • Organizer: Plasma Conference 2017
• [Presentation] GAMMA 10における位相制御ICRF加熱のプラズマ内部波動の評価 (2017)
  • Author(s): 板垣惇平，池添竜也，市村真，平田真史，隅田脩平，ジャンソウォン，泉昂希，田中温人，関根諒，久保田裕士，嶋頼子，小波蔵純子，吉川正志，坂本瑞樹，中嶋洋輔
  • Organizer: Plasma Conference 2017
• [Presentation] GAMMA 10/PDXを用いた高密度直線プラズマのイオン加熱に向けた取り組み (2017)
  • Author(s): 池添竜也, 市村真, ジャンソウォン, 平田真史, 隅田脩平, 板垣惇平, 泉昂希, 田中温人, 久保田裕士, 関根諒, 坂本瑞樹, GAMMA 10/PDXグループ
  • Organizer: Plasma Conference 2017
• [Presentation] ICRF heating based approach for production of a linear plasma with high ion temperature (2017)
  • Author(s): R. Ikezoe, M. Ichimura, S. Jang, M. Hirata, S. Sumida, J. Itagaki, K. Izumi, A. Tanaka, Y. Kubota, R. Sekine, M. Sakamoto, and Y. Nakashima
  • Organizer: 6th International Workshop on Plasma Material Interaction Facilities for Fusion Research
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Studies on ion heating of the GAMMA 10/PDX plasma in a higher density regime toward a future divertor simulating linear device (2017)
  • Author(s): R. Ikezoe, M. Ichimura, S. Jang, M. Hirata, S. Sumida, J. Itagaki, K. Izumi, A. Tanaka, Y. Kubota, R. Sekine, M. Sakamoto, and Y. Nakashima
  • Organizer: 59th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
  • Int'l Joint Research