Observation of confinement degradation of energetic ions by Alfvn eigenemodes in weak shear plasmas on JT-60U

JT-60における弱磁気シアプラズマ中のアルヴェン固有モードによる高エネルギーイオンの閉じ込め劣化の観測

石川 正男; 篠原 孝司; 武智 学; 松永 剛; 草間 義紀; Krasilnikov, A.*; Kaschuck, Y.*; 磯部 光孝*; 西谷 健夫; 森岡 篤彦; 笹尾 真実子*; Cheng, C. Z.*; Gorelenkov, N. N.*; Nazikian, R. M.*; Kramer, G. J.*

Ishikawa, Masao; Shinohara, Koji; Takechi, Manabu; Matsunaga, Go; Kusama, Yoshinori; Krasilnikov, A.*; Kaschuck, Y.*; Isobe, Mitsutaka*; Nishitani, Takeo; Morioka, Atsuhiko; Sasao, Mamiko*; Cheng, C. Z.*; Gorelenkov, N. N.*; Nazikian, R. M.*; Kramer, G. J.*

JT-60の弱磁気シアプラズマでは、負イオン源中性粒子ビーム(NNB)入射中に、安全係数の最小値(q)の減少とともに、周波数掃引を伴ったMHD不安定性が励起し、その後周波数は一定になる不安定性が確認されている。これらの不安定性に対して、前者はReversed-Shear-induced Alfvn Eigenmode (RSAE)、後者はTroidicity-induced AE(TAE)として説明することができ、RSAE, TAEの励起機構に関しての研究が進められてきた。特にRSAEからTAEへの遷移中がもっとも不安定な状態であると予想されていた。しかしながら、これまではそれらの不安定性が高エネルギーイオンの閉じ込めにどのように影響を与えるかは実験的に観測されていなかった。本研究では、RSAE, TAE発生中の中性子発生量を、輸送コード(OFMC)を用いて不安定性がないとした時に計算される中性子発生量と比較することで、初めて不安定性発生中の高エネルギーイオンの閉じ込め劣化を示した。さらに、RSAEからTAEへの遷移中に高エネルギーイオンの閉じ込め劣化がもっとも大きくなることを評価した。

Magnetohydrodynamics (MHD) instabilities with a frequency sweeping and then saturation of frequency as qmin decrease have been observed during Negative-ion-based Neutral Beam (NNB) injection in JT-60U Weak Shear (WS) plasmas. The frequency evolution of those MHD instabilities can be explained by Reversed-Shear-induced Alfvn Eigenemode model or Alfvn Cascade model. In recent experiments, a confinement degradation of energetic ions by such instabilities was clearly observed. In this work, we evoluate the confinement degradation of energetic ions by the instabilities usigng measurement of total neuron flux and neutron emission profile. Further, we will compare the confinement degradation by the above instabilities with that by Abrupt Large-amplitude Events (ALEs), which are bursting modes.