Investigation of collective fast ion instability-induced redistribution or loss in the National Spherical Torus Experiment

National Spherical Torus Experiment装置における集団的高速イオン不安定性が誘起する再分布あるいは損失の研究

Medley, S. S.*; Andre, R.*; Bell, R. E.*; Darrow, D. S.*; Fredrickson, E. D.*; LeBlanc, B. P.*; Levinton, F. M.*; Menard, J. E.*; Stutman, D.*; Roquemore, A. L.*; 篠原 孝司; Tritz, K.*; Yuh, H.*; NSTX Research Team*

Medley, S. S.*; Andre, R.*; Bell, R. E.*; Darrow, D. S.*; Fredrickson, E. D.*; LeBlanc, B. P.*; Levinton, F. M.*; Menard, J. E.*; Stutman, D.*; Roquemore, A. L.*; Shinohara, Koji; Tritz, K.*; Yuh, H.*; NSTX Research Team*

プリンストンプラズマ物理学研究所の球状トカマク実験装置(NSTX)における高速イオン駆動不安定性とこれによる高速イオンの輸送に関する研究である。最近、モーショナルシュタルク効果電流分布計測器(MSE)とシンチレータ高速損失イオンプローブ(sFLIP)が設置され、高速イオンの輸送の理解が進んだ。中心部の高速イオンの輸送に伴い、ビーム電流駆動分布が変化していることが観測された。また、特定の Hモード放電では、sFLIPと中性粒子束計測器による計測からNB入射エネルギー近辺の非捕捉イオンの損失を観測した。このような実験結果をTRANSP輸送解析コードによる解析結果とともに報告する。

The National Spherical Torus Experiment (NSTX) is particularly well suited to investigate fast-ion driven instabilities. These instabilities are observed in the wide range of frequency from 0 kHz to the ion cyclotron frequency. Two recently implemented diagnostics on NSTX, the Motional Stark Effect (MSE) and scintillator Fast Lost Ion Probe (sFLIP), facilitate separation of redistribution and loss effects. Outward redistribution of the core-peaked energetic beam ions modifies the beam-driven current profile and hence the core q-profile. For certain H-mode discharges where NPA measurements of the NB energetic ion spectra exhibit MHD-induced fast-ion depletion, the sFLIP data confirm the existence of an ion loss that occurs primarily for passing particles near the NB full injection energy. Observations and TRANSP simulations representing fast ion instability-induced redistribution/loss phenomena in NSTX are presented.