Reflectometry study of mode coupling in fusion plasma turbulence

反射計を用いた核融合プラズマ中の揺動に関するモード結合の研究

Bruskin, L. G.; 間瀬 淳*; 大山 直幸; 篠原 孝司; 三浦 幸俊

Bruskin, L. G.; Mase, Atsushi*; Oyama, Naoyuki; Shinohara, Koji; Miura, Yukitoshi

密度揺動の非線形相互作用を評価するためのミリ波反射計の適応性について理論的な考察を行った。Coherentとrandomな密度揺動を扱う二次元full-wave反射計シミュレーションによる模擬データ群を作成し、bicoherence関数を求めた。そして、プラズマ密度分布,プラズマ配位,密度揺動のスペクトルと強度の依存性について議論した。その結果、JT-60U周辺プラズマの場合、反射計を用いてcoherentモードのbicoherencyを評価するためには、coherentモードとrandomモードの振幅の比が1より大きいという条件が必要であることがわかった。また、反射層の曲率は大きい方が感度が良いこともわかった。本解析手法を実際のミリ波反射計のデータに適用し、Hモードプラズマのセパラトリックス近傍に強い非線形相互作用を持つ密度揺動が存在することが明らかになった。

The capability of microwave reflectometry to estimate the nonlinear coupling in the plasma turbulence is theoretically investigated. The full-wave 2D model of microwave scattering in plasma is applied to simulate the reflectometer response to the turbulent fluctuations, consisting of random and coherent modes, and the simulated data ensemble is further processed to obtain the auto bicoherence function. Sensitivity of the method was analyzed for different ambient plasma profiles, geometry, fluctuation spectra and amplitudes.