ヘリカルリップルに捕捉された高速電子によるMHD不安定性励起実験

使用被困在螺旋波纹中的快速电子进行 MHD 不稳定性激发实验

基本信息

批准号：
20656150
负责人：
磯部光孝
金额：
$ 1.73万
依托单位：
National Institute for Fusion Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20656150/
关键词：
CHS LHD MHD不安定性 ECRH ヘリカルリップル高速電子歳差ドリフト運動

项目摘要

本研究では、三次元磁場配位を持つ大型ヘリカル装置(LHD)プラズマ中に、二次元軸対称配位のトカマクには存在しないヘリカルリップルに捕捉された非熱化高エネルギー電子を生成し、トロイダルアルヴェン固有モード(TAE)や高速粒子モード(EPM)に代表される高速粒子励起MHD不安定性が励起されるか否を検証することを目的としている。LHDプラズマにおけるヘリカルリップル捕捉高エネルギー電子の生成は、第二高調波電子サイクロトロン共鳴加熱(ECRH)により行った。具体的には、77GHzジャイロトロンを3機使用し、第二高調波共鳴層を一対のヘリカルコイルの谷間(磁場強度においてヘリカル磁場リップルの底に対応する)に置くようにトロイダル磁場強度を設定した。その時、磁気プローブにて検知可能な振幅の磁気揺動が観測された。不安定性種の同定には、未だ至っていないが、幾つかの周波数の異なる不安定性の励起が確認され、一つは、バースト的に出現するEPM(～150kHz帯)が、また、低周波数帯(～20kHz帯)に、Beta-induced Alfven-Acoustic Mode(所謂、BAAE)と考えられる不安定性が見出された。LHDにおける上記の実験に加えて、コンパクトヘリカルシステム(CHS)の第二高調波ECRHプラズマ放電における高速電子励起MHD不安定性の結果を含め、The 11^<th> IAEA Technical Meeting on Energetic Particels in Magnetic Confinement Systems, 20^<th> Anniversary Meeting(21-23 September 2009・Kyiv, Ukraine)にて、口頭発表を行い、会議論文として纏めた。

在这项研究中，我们在具有三维磁场配置的大型螺旋装置（LHD）等离子体中产生了捕获在螺旋波纹中的非热化高能电子，这在具有二维轴对称配置的托卡马克装置中不存在，并创建了环形等离子体。本研究的目的是验证是否可以激发以阿尔文本征模（TAE）和快粒子模（EPM）为代表的快粒子激发MHD不稳定性。 LHD 等离子体中捕获高能电子的螺旋波纹的产生是通过二次谐波电子回旋共振加热 (ECRH) 来实现的。具体而言，使用三个77GHz陀螺仪，设置环形磁场强度，使得二次谐波谐振层位于一对螺旋线圈的谷部之间（对应于磁场强度中螺旋磁场纹波的底部） .此时，观测到具有能够通过磁探针检测的振幅的磁波动。尽管尚未确定不稳定物质，但已确认了几个不同频率（~20kHz 频段）的不稳定性激发，发现了不稳定性，该不稳定性被认为是 Beta 引起的阿尔文声学模式（所谓的 BAAE）。除了LHD中的上述实验之外，我们还纳入了紧凑螺旋系统（CHS）的二次谐波ECRH等离子体放电中的快速电子激发MHD不稳定性的结果，包括第11届国际原子能机构高能粒子技术会议的结果磁约束系统，20周年纪念会议（2009年9月21日至23日·基辅，我在乌克兰做了口头报告）并将其总结为会议论文。