MHD instabilities leading to disruptions in low beta JT-60U reversed shear plasmas

JT-60U負磁気シアプラズマにおける低ベータディスラプションに至るMHD不安定性

武智 学; 藤田 隆明; 石井 康友; 小関 隆久; 鈴木 隆博; 諫山 明彦; JT-60チーム

Takechi, Manabu; Fujita, Takaaki; Ishii, Yasutomo; Ozeki, Takahisa; Suzuki, Takahiro; Isayama, Akihiko; JT-60 Team

強い内部輸送障壁(ITB)と中心に平坦な圧力区分布を有する負磁気シアプラズマは非常に高い閉じ込め性能を有するが、頻繁に低いベータにもかかわらずディスラプションに至る。ディスラプションに至るMHD揺動とMSEによる詳細な電流分布計測を行ったところ2つのタイプのディスラプションが観測された。一つは安全係数が整数付近で観測される前兆振動を伴わないものであり、もう一つは10msの成長率を持つITB付近から表面まで広がるn=1の前兆振動を伴うものである。これらのディスラプションの特徴を説明するために次のような簡単なモデルを導入した。表面のMHD不安定性とこれと同じモード数に対応するITB付近のMHD不安定性が同時に不安定になった場合にディスラプションに至る。このモデルを用いると観測されるディスラプションは周辺部のモードがトリガーとなるものと内部のモードがトリガーとなるものに分類可能であることがわかった。

High performance reversed shear discharges with strong internal transport barrier (ITB) and flat pressure profile in the plasma core region disrupt frequently even with low beta. We analyzed MHD instabilities leading to low beta disruption with measuring fluctuations and current profile with MSE measurement. We mainly observed two type of disruptions. One is the disruption without precursor at . The other is the disruption with n=1 precursor of 100 ms. To explain these characteristics of disruption, we introduce the simple model such as, disruption occurs when the both MHD instabilities at plasma surface and at safety factor being equal to surface mode are unstable. This simple model can explain almost all observed disruption by two process. One is the surface mode triggered disruption, which occurs when qeff change, corresponding q surface at ITB layer changes discretely. The other is the internal mode triggered disruption, which occurs when corresponding q surface become unstable gradually.