2011 Fiscal Year Annual Research Report
反転磁気シア配位プラズマ中の高速イオン励起MHD不安定性の高速イオン輸送への影響
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21360457
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
東井 和夫 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (20093057)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長壁 正樹 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (90280601)
磯部 光孝 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00300731)
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| Keywords | アルファ粒子 / アルヴェン固有モード / 反転磁気シア / 測地線音響モード / 高速イオン輸送 |
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| Research Abstract |
●研究目的:(i)反転磁気シアアルヴェン固有モード(RSAE)と高速イオン励起の高周波帯状流(測地線音響モードGAM)の励起条件と特性、(ii)RSAEとGAMの非線形相互作用、及び(iii)RSAEとGAMの高速イオンや背景プラズマ輸送に及ぼす影響、を明らかにする。●研究実施計画:高速イオン効果が現れるように比較的低密度の反転磁気シア(RS)配位を形成し、RSAEとGAMを励起する。このプラズマに対して、重イオンビームプローブ(HIBP)により電位分布とGAMによる電位揺動の空間分布測定を行う。また、高速イオン励起のRSAEとGAMの高速イオン輸送や背景プラズマへの影響を調べる。●研究成果:線平均電子密度が0.2-1.5x10^<19>m^<-3>の範囲でトロイダルベータ値が0.5%から1.5%のプラズマにおいて高速イオン励起RSAEとGAM、及びそれらの非線形相互作用を観測した。また、～4-5%の高ベータLHDプラズマでは大きなShafranovシフトによりRS配位が実現され、それに対応したRSAEが初めて観測された。また、プラズマ電流によるHIBPビーム軌道のずれを制御する手法を開発し、RSAEとGAMの励起された大きなプラズマ電流を有するRS配位プラズマに適用し、電位分布とGAMの電位揺動分布の時間発展の計測に成功した。プラズマ中心部(規格化小半径r/a<0.2)で励起されたGAMが、回転変換分布の時間変化に応じてr/a-0.4付近まで径方向に広がることが初めて観測された。これによりr/a～0.3-0.5に広がる固有関数のRSAEと非線形相互作用するようになり、それにより生じた多重モードも観測した。RSAEやGAMは、高速イオン損失を引き起こさなかったが、RS配位の回転変換分布の極小値が1/3の有理数を通過後、バルクイオンの顕著な増大という興味深い現象を観測した。
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