| 研究概要 |
LHDトムソン散乱装置の高性能化・高精度化を引き続き行いLHDの基幹データを提供した。今年度は、特に密度測定に力を入れ、粒子閉じ込めに関するデータを提供した。特記すべき事は、固体水素ペレット入射に伴う様々な電子温度・密度の時間発展が観測できたことである。秒速数百メートルで真空容器内に入射された固体水素ペレットは中性粒子の形態で規格化半径ρ〜0.7位まで侵入して1ms以内に殆ど電離される。これに伴い非常に局所的に密度の濃いプラズマが短時間に形成され、この特異なプラズマ状態が準平衡状態に向かって緩和し始める。この緩和過程における電子温度密度分布を調べることにより以下のことが明らかになった。固体水素ペレット入射直後には、通常観測される三角形状の電子温度分布が周辺領域で潰れ、このときかなりの量のプラズマが中心領域に侵入する。電子温度分布が三角形状に回復すると、中心部に向かう電子流子束の侵入は阻止される。この結果、高繰り返しペレット入射に対して、中心部分の電子密度は階段状に上昇する。これらの現象を粒子束Γ=-D▽ne+V neと仮定して解析した。プラズマをρ=0.6で内-外殻に分け、外殻では拡散係数D〜0.5m^2/sで、内殻ではD〜0.05m^2/s、V〜1.5m/sで観測を最適再現化できた。これは、LHDの内殻は本来的に良い粒子閉じ込め特性を持っていることを示している。すなわち何らかの方法で、一旦、内殻に導入されたプラズマは長時間中心に閉じ込めることができる。実際、LID(local island diverter),高NBI,高繰り返し/大サイズペレット等の手段を総動員して得られる中心尖塔密度分布は長い粒子閉じ込め時間を持っていることが確かめられた。
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