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Observation of confinement degradation of energetic ions due to Alfv$'e$n eigenmodes in JT-60U weak shear plasmas

JT-60U弱磁気シアプラズマにおけるアルヴェン固有モードによる高エネルギー粒子の閉じ込め劣化の観測

石川 正男; 武智 学; 篠原 孝司; 草間 義紀; 松永 剛; Krasilnikov, V. A.*; Kashuck, Y.*; 磯部 光孝*; 西谷 健夫; 助川 篤彦; 笹尾 真実子*; Cheng, C. Z.*; Gorelenkov, N. N.*; Kramer, G. J.*; Nazikian, R. M.*; JT-60チーム

Ishikawa, Masao; Takechi, Manabu; Shinohara, Koji; Kusama, Yoshinori; Matsunaga, Go; Krasilnikov, V. A.*; Kashuck, Y.*; Isobe, Mitsutaka*; Nishitani, Takeo; Sukegawa, Atsuhiko; Sasao, Mamiko*; Cheng, C. Z.*; Gorelenkov, N. N.*; Kramer, G. J.*; Nazikian, R. M.*; JT-60 Team

JT-60U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(q$$_{min}$$)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。この不安定性に対して、前者はRSAE、後者はTAEとして説明することができる。これまで、それらの不安定性の励起機構に関する研究は進められてきたものの、高エネルギー粒子の閉じ込めにどのように影響を与えているかは実験的に観測されていなかった。本研究では、RSAE, TAE発生中の全中性子発生量を、輸送コード(OFMC)を用いて不安定性がないとしたときに計算される中性子発生量とを比較することで、初めてRSAE, TAE発生中の高エネルギー粒子の閉じ込め劣化を定量的に示した。特に、RSAEからTAEへの遷移中に高エネルギー粒子の閉じ込め劣化が最も大きくなることを突き止めた。

Confinement degradation of energetic ions due to Alfv$'e$n eigenmodes (AEs) has been investigated with negative ion based neutral beam injection into JT-60U weak shear plasmas. AEs with a rapid frequency sweeping and then saturation as the minimum value of the safety factor decreases have been observed. This frequency behaviour can be explained by RSAE and the transition from RSAEs toTAEs. The associated change in the charge exchange neutral particle flux suggests energetic ion transport due to these AEs. The total neutron emission reduction rate in the presence of these AEs is evaluated by calculation using the orbit following Monte-Carlo code taking into account the change in bulk plasmas. The evaluation indicates confinement of energetic ions is degraded due to these AEs. In particular, it is found that the confinement degradation of energetic ions is maximum during the transition from RSAEs to TAEs.

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パーセンタイル:56.9

分野:Physics, Fluids & Plasmas

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