Observation of nonlinear coupling between small-poloidal wave-number potential fluctuations and turbulent potential fluctuations in Ohmically heated plasmas in the JFT-2M tokamak

JFT-2Mのオーム加熱プラズマでのコヒーレント及び乱流ポテンシャル揺動の非線形結合の観測

永島 芳彦*; 星野 克道; 江尻 晶*; 篠原 孝司; 高瀬 雄一*; 都筑 和泰; 上原 和也; 川島 寿人; 小川 宏明; 井戸 毅*; 草間 義紀; 三浦 幸俊

Nagashima, Yoshihiko*; Hoshino, Katsumichi; Ejiri, Akira*; Shinohara, Koji; Takase, Yuichi*; Tsuzuki, Kazuhiro; Uehara, Kazuya; Kawashima, Hisato; Ogawa, Hiroaki; Ido, Takeshi*; Kusama, Yoshinori; Miura, Yukitoshi

JFT-2Mトカマクのオーム加熱プラズマの周辺部で、高速駆動静電プローブにより、ポテンシャル揺動スペクトルを測定した。その結果、二種類のコヒーレントな静電揺動(約1kHzと10-15kHz)を初めて見いだした。これらのモードは、最外殻磁気面の内側に存在する。このうちの高周波のモードは測地的音波(GAM)の特徴を有する。しかし低周波のモードは測地的音波かどうか不明である。バイスペクトル解析により、これらの静電揺動と背景乱流揺動にはパラメトリック変調的な非線形結合がみられることがわかった。すなわち、高周波のGAMモードや背景乱流はこの低周波のモードで変調を受けている(さらに背景乱流はGAMモードからも変調されている)ことを初めて見いだし、この低周波モード(周波数約1kHz)が非線形的に乱流輸送に影響を与えていると推定されることを初めて示した。

By a reciprocating electrostatic probe, two types of low frequency coherent electrostatic modes (about1kHz and 10-15kHz) are found,for the first time, in the edge region of ohmically heated plasmas in the JFT-2M tokamak. These modes exists in the last closed surface. The higher frequency mode has features of the geodesic acoustic mode (GAM), though the low frequency mode is not identified yet. A bispectral analysis revealed that significant nonlinear couplings (parametric modulation) between these coherent fluctuations and broadband background turbulent potential fluctuations occur. In the other words, the GAM and the back ground turbulence are modulated by the newly found low frequency electrostatic mode (further, the GAM modulates the background turbulence, also) for the first time. The newly found low frequency mode (frequency about 1kHz) is supposed to contribute to the turbulent diffusion nonlinearly.