JT-60Uにおける電子サイクロトロン加熱のイオン系及び電子系の輸送に与える影響

Responses of ion and electron channels to electron cyclotron heating in JT-60U

吉田 麻衣子; 井手 俊介; 竹永 秀信; 本多 充; 浦野 創; 小林 貴之; 仲田 資季; 宮戸 直亮; 鎌田 裕

Yoshida, Maiko; Ide, Shunsuke; Takenaga, Hidenobu; Honda, Mitsuru; Urano, Hajime; Kobayashi, Takayuki; Nakata, Motoki; Miyato, Naoaki; Kamada, Yutaka

JT-60装置の閉じ込め改善モード(H-mode)のプラズマと内部障壁(ITB)を有するプラズマにおいて、電子サイクロトロン加熱(ECH)時の電子密度,電子温度,イオン温度,トロイダル回転の応答特性と粒子・熱・運動量輸送について調べ、以下のことを明らかにした。ECHにより電子温度は上昇し、イオン温度は減少する。イオン温度の減少するタイムスケールは、H-modeにおいてはECH入射位置で短く、ITBプラズマにおいてはITBの形成位置で短い。ECHのパワーが増加すると、イオンの熱輸送係数と電子の熱輸送係数はともに増加する。電子密度がピークしている場合に、ECHによる電子密度の減少が起こる。トロイダル回転速度は、ECHを入射すると零回転からプラズマ電流とは逆方向に変化する特性を持つ(ECHによる自発回転の存在)。この回転の変化は、イオン温度の減少や電子温度の上昇のタイムスケールより2倍以上長い。ECH入射付近では、トロイダル回転速度の変化と電子温度の変化は相関しているのに対して、トロイダル回転が変化する半径位置は電子温度やイオン温度が変化する位置より広い。

In this study, the temporal and spatial responses of electron channels and ion channels to central electron cyclotron heating (ECH) have been investigated in positive shear H-mode plasmas and weak shear plasmas with internal transport barriers (ITBs) on JT-60U. The flattening of ne profile is observed after the increase in Te in the core region. Linear gyrokinetic stability analyses predict that the growth rate of the trapped electron modes, which increase outward particle flux, becomes more pronounced during ECH. Ion temperature around the ITB foot rapidly reduces and the increase in Te precedes the reduction in Ti. From the observations and theoretical analyses, the reduced Ti can be interpreted as the decrease in the critical temperature gradient for the ion temperature gradient mode with ECH. The counter intrinsic rotation with ECH is identified on H-mode plasmas with small torque input where co-current NBs and counter-current NBs are simultaneously injected with the same power.