Magnetic fluctuation profile measurement using optics of motional stark effect diagnostics in JT-60U

JT-60Uにおけるモーショナルシュタルク効果計測光学系を用いた磁場揺動分布計測

鈴木 隆博; 諫山 明彦; 松永 剛; 藤田 隆明; 及川 聡洋; 鎌田 裕

Suzuki, Takahiro; Isayama, Akihiko; Matsunaga, Go; Fujita, Takaaki; Oikawa, Toshihiro; Kamada, Yutaka

プラズマ内部の磁場分布を測定するモーショナルシュタルク効果(MSE)計測器の改良により、JT-60Uでは3つの独立なMSE計測器光学系を同時にビーム分光(BES)計測に利用できるようになった。BES計測の信号は密度揺動と磁場揺動の情報を含んでいる。そこでMHD不安定性の発生した高圧力プラズマにおいてBES計測の信号を解析した。3つのMSE光学系を活用することで、密度揺動はほぼ180度離れたトロイダル位置の間で位相が反転しており、しかもq=2面の両側で反転していることがわかった。これは密度揺動がq=2面に局在する磁気島構造の回転によって引き起こされていることで説明できる。磁場揺動の情報は信号強度が弱く測定が困難であるが、プラズマ外部からは測定できないプラズマ内部の磁場揺動を測定する手段として重要である。上記の放電では揺動強度が強かったため、従来測定が困難であった磁場揺動の情報についても観測することができた。磁場揺動のチャンネル間の相関解析を行い、空間構造を調べた。

Motional Stark effect (MSE) diagnostics in JT-60U works as polarimeter to measure the pitch angle of magnetic field as well as beam-emission-spectroscopy (BES) monochromator simultaneously at 30 spatial channels. Fluctuation in the BES signal contains fluctuations in plasma density and pitch angle. In a high beta plasma with MHD activity, density fluctuation is measured at the same frequency as the n=1 magnetic fluctuation measured by pickup-coils outside the plasma. With correlation analysis of the BES signals, the density fluctuation profile is not only inverted near q=2 surface measured by the MSE, but also inverted at opposite toroidal angles at the same radial position. Thus, it is reasonably concluded that the fluctuation is induced by rotating magnetic islands spatially localized about q=2 surface. In the discharge, fluctuation at the beat frequency () of pitch angle measurement () and density fluctuation () shows a signature of pitch angle fluctuation.