Experimental verification of beta effect on symmetry and heat/turbulent transport in advanced heliotron configuration

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本研究課題では、先進ヘリカル配位におけるベータ効果を実験的に検証する事を目的とする。本年度は(1)粒子補給法の最適化と輸送改善との関連性の調査、(2)高ベータプラズマ生成に向けた新しいプラズマ着火手法の物理の理解、について進展が得られた。以下にそれぞれの概要を記す。(1)ヘリカル型プラズマ閉じ込め装置ヘリオトロンJにおいて、高強度ガスパフ（HIGP）法を適用し高密度プラズマを生成すると、HIGPの供給量によっては中心部の電子温度が尖塔化し、通常のガスパフ（GP）法と比べて中心部電子温度の高いプラズマが生成できる事がわかった。このとき、電子密度分布には大きな違いが無く、イオン温度はHIGP法が若干高かった。このプラズマにおいてNBI吸収パワー分布解析に基づく熱輸送解析を適用したところ、HIGP法の場合に熱輸送係数がGP法と比べて、プラズマ中心部で数分の１に低下していることがわかった。このときAXUV強度分布、Halpha発光強度分布を調べると、周辺部の放射損失および水素リサイクリングが低減されていることが確認でき、本手法が周辺プラズマの制御に役立つことが明らかになった。これは本課題で考案した粒子供給法の有効性を示している。(2)本研究課題で考案された新しいプラズマ着火手法では、電子サイクロトロン共鳴のない条件でも2.45HGzマイクロ波の入射により、通常の密度上限を越えるプラズマ生成が可能である事がわかっている。今年度は国際共同研究の元、このプラズマの基礎特性の理解が進展した。具体的に生成過程が3段階のプロセスを持つこと、電子密度の時間発展の特性が明らかになったこと、および入射パワーを調整することでより高い密度が得られることを見いだした。上記成果は国際学会・国内学会（2件の招待講演を含む）および学術誌等において発表した。