低域混成周波数近傍のパラメトリック崩壊不安定性と高周波加熱

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63460220
• Research Institution: FUKUI UNIVERSITY
• Principal Investigator: 出原 敏孝 福井大学, 工学部, 助教授 (80020197)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山岸 正明 鳥取大学, 教育学部, 助教授 (20031924) ; 立川 敏明 福井大学, 工学部, 助教授 (00020206)
• Keywords: パラメトリック崩壊不安定性 / 低域混成波 / 高周波加熱 / サイドバンド波 / 遅波回路

Research Abstract

1.低域混成波のプラズマへの供給とパラメトリック崩壊不安定性、円柱プラズマの周囲にリング状電極からなる遅波回路を設置し、磁場方向の波数kおよび周波数fを制御することにより、低域混成波の伝播を制御した。印加する高周波電力をパラメ-タ-として、パラメトリック崩壊不安定性の生起条件を詳細に調べた。また、f-スペクトル、k-スペクトルを観測することにより、サイドバンド波及び低周波モ-ドがそれぞれ、低域混成波及びイオンサイクロトロン波であることを検証した。
2.不安定性の制御とプラズマ中心への高周波電力の供給、上記の単一周波数の場合とは対照的に、供給電力のf-スペクトラムに幅を持たせ、電力の総和を一定にして、周波数幅を広げることによって、パラメトリック不安定性実効的なしきい値を高くすることを試みた。その結果、総電力一定のもとで不安定性を抑制することができ、周辺プラズマの加熱を抑えて、プラズマ中心へ高周波電力を供給することができた。
3.プラズマ中心における局所加熱および加速、不安定性を抑制することによって、プラズマ中心にまで伝播した低域混成波が、プラズマ電子を捕捉することにより、加速し電子にビ-ム成分が観察された。また、初期の段階に生じるポテンシャルの空間的な変動により、ビ-ム状のイオンが発生するのが観測された。不安定性の結果生じるサイドバンド波及びその高調波によって電子が加熱されることを、プロ-ブ測定と分光による測定によって確認した。
以上の研究結果は、低域混成波によるトカマク・プラズマの電流駆動及びプラズマ加熱のモデル的な研究としての意義をもつものであり、今後、この観点から検討する必要がある。

Research Products

• [Publications] T.Idehara: "Measurement of Nonlinear Penetration of an RF Electric Field into a Weakly Magnetized Plasma" Phys.Rev.Letts.
• [Publications] T.Idehara: "Nonlinear Penetration of an RF Electric Field and Driving out a Plasma by its Ponderomotive Force" Phys. of Fluids.
• [Publications] V.H.Slaboszewicz: "Finite Bandwidth Drive Effect on Parametric Decay Instability near the Lower Hybrid Frequency" Phys.of Fluids.
• [Publications] Chr.Bernatowicz: "Spectroskopishe Untersuchung an durch Mikrowellen erzeugten Plasmen bei Atomospharendruk" Mecting of German Phys.Soc.