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

• 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; 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

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。

This study aims to verify whether high-energy electrons trapped in helical ripples that are not present in tokamaks with two-dimensional axisymmetric orientation are excited in large helical device (LHD) plasmas with three-dimensional magnetic field coordination, and whether high-speed particle excitation MHD instability, such as the toroidal Arven eigenmode (TAE) and high-speed particle mode (EPM), is 兴奋的。 LHD等离子体中的高能电子的产生是通过第二次谐波电子回旋共振加热（ECRH）进行的。具体而言，使用了三个77GHz陀螺素，并设置了环形磁场强度，以便将第二个谐波共振层放置在一对螺旋线圈的山谷中（对应于磁场强度中的螺旋场涟漪的底部）。当时，观察到磁探针可以检测到的振幅的磁振荡。尽管尚未鉴定出不稳定物种，但在不同频率下进行了几种不同的不稳定性激发，其中一个是发现爆发的EPM（〜150 kHz频带）和低频带（〜20 kHz带）被认为具有β诱导的beta诱导的Alfven-Acoustic Mode（所谓的BAAE）的不稳定性。除了上述LHD中的实验外，包括紧凑型螺旋系统（CHS）的第二次谐波ECRH等离子体中高速电子启用MHD不稳定的结果，在11^<th> iaea的磁性隔离系统中，在磁性约束系统中的11^^<th> 21-29，在2009年度的EIAEA技术会议上进行了口头介绍（21-2-23）总结为讨论。