Wave excitation in magnetically confined plasmas with an anisotropic velocity distribution

非等方速度分布を持つ磁場閉じ込めプラズマ中での波動励起

市村 真*; 檜垣 浩之*; 柿本 真吾*; 山口 裕資*; 根本 健樹*; 片野 誠*; 小澤 功*; 室 大志*; 石川 正男; 森山 伸一; 鈴木 隆博; 渡辺 二太*; Chujo, T.*

Ichimura, Makoto*; Higaki, Hiroyuki*; Kakimoto, Shingo*; Yamaguchi, Yusuke*; Nemoto, Kenju*; Katano, Makoto*; Kozawa, Isao*; Muro, Taishi*; Ishikawa, Masao; Moriyama, Shinichi; Suzuki, Takahiro; Watanabe, Tsuguhiro*; Chujo, T.*

磁場によって閉じ込められたプラズマ中では、非熱的エネルギーを持ったイオンの存在により、イオンサイクロトロン周波数帯の揺動が自発的に励起される。GAMMA10においては、磁力線方向と垂直に加熱されたプラズマの温度非等方性に起因するアルベンイオンサイクロトロン(AIC)波動が観測されている。一方、核燃焼プラズマにおいては、局所的なミラー磁場配位に捕捉される高温イオンの存在に起因すると考えられる静電波動の励起やイオンサイクロトロン放射(ICE)が観測されている。これらの不安定揺動を総合的に理解することを目的として実験的観測と波動励起の計算を行った。実験では、JT-60Uに設置されているICRFアンテナをピックアップループとして用い、ICRF領域の揺動の計測とその空間構造の測定を行った。垂直NBIに起因する揺動と核融合反応生成イオンに起因する揺動を観測し、その磁力線方向の波数測定から揺動の分散関係を明らかとした。AIC波動との関連を議論する。

In magnetically confined plasmas, fluctuations in the ion cyclotron range of frequency (ICRF) will be driven by the presence of non-thermal ion energy distribution. In strong ICRF heating experiments on the GAMMA 10 tandem mirror, plasmas with a strong temperature anisotropy have been formed. Alfven-ion-cyclotron (AIC) modes are spontaneously excited due to strong temperature anisotropy. High-energy ions are trapped in the local mirror and will form the velocity distribution with the strong anisotropy. To study the relation among the AIC modes, ICEs and beam-driven electrostatic instabilities with non-thermal energy distribution is the main purpose of this work. When the NBs are injected, the magnetic fluctuations due to injected beams and FP ions are detected by ICRF antennas used as pickup loops on JT-60U. The wave excitation near ion cyclotron and its higer harmonic frequencies are studied experimentally and theoretically in plasmas with non-thermal ion energy distribution.