核融合炉実現に向けた高周波による電流立ち上げプラズマの高密度化

(I)第二高調波電子サイクロトロン共鳴（ECR）加熱によるプラズマ電流立ち上げ第二高調波ECR加熱単独による非誘導プラズマ電流立ち上げ時に電子速度分布上のバルク成分の加熱からテール成分への加熱移行現象を観測した。詳細に加熱移行現象を理解するため、計測不可能なテール電子温度、密度をRay-tracing codeシミュレーションにより得られたEC駆動電流、磁気面再構成codeシミュレーションより得られた蓄積エネルギーと矛盾がないように推定した。Ray-tracing codeシミュレーションより電流立ち上げ時はマルチパスRF吸収が主要であることが示された。マルチパス吸収を仮定したパワーバランス計算より、テール電子加熱時にはRFの大半がテール電子に吸収され、テール電子が高温化することで電子-電子衝突によりバルク電子へのエネルギー受け渡しが減少しバルク電子温度がイオン温度程度まで低下することが示された。（II）X-mode高磁場側入射による電子バーンシュタイン波（EBW）加熱RF遮断密度のないEBWへのモード変換のためX-mode高磁場側入射を行った。明確にEBW励起を示すパラメトリック崩壊の観測をX-mode高磁場側入射時とEBW励起が期待されないO-mode低磁場側入射において行った。X-mode高磁場側入射においてのみパラメトリック崩壊が観測され明確にEBW励起が発生している傍証が得られた。可動静電プローブを用いて高時間分解能電子温度、密度計測が行われ、高域混成共鳴層付近においてピーキングした電子温度分布を観測した。プラズマ電流立ち上げのため垂直磁場曲率を調整し、閉磁気面形成を行った。トロイダル磁場、ポロイダル磁場反転に応じたプラズマ電流方向の調査より、プラズマ電流方向がポロイダル磁場方向に依存することが示され、駆動されたプラズマ電流は圧力駆動によることが明確に示された。

(I)第二高調波電子サイクロトロン共鳴（ECR）加熱によるプラズマ電流立ち上げ第二高調波ECR加熱単独による非誘導プラズマ電流立ち上げ時に電子速度分布上のバルク成分の加熱からテール成分への加熱移行現象を観測した。詳細に加熱移行現象を理解するため、計測不可能なテール電子温度、密度をRay-tracing codeシミュレーションにより得られたEC駆動電流、磁気面再構成codeシミュレーションより得られた蓄積エネルギーと矛盾がないように推定した。Ray-tracing codeシミュレーションより電流立ち上げ時はマルチパスRF吸収が主要であることが示された。マルチパス吸収を仮定したパワーバランス計算より、テール電子加熱時にはRFの大半がテール電子に吸収され、テール電子が高温化することで電子-電子衝突によりバルク電子へのエネルギー受け渡しが減少しバルク電子温度がイオン温度程度まで低下することが示された。（II）X-mode高磁場側入射による電子バーンシュタイン波（EBW）加熱RF遮断密度のないEBWへのモード変換のためX-mode高磁場側入射を行った。明確にEBW励起を示すパラメトリック崩壊の観測をX-mode高磁場側入射時とEBW励起が期待されないO-mode低磁場側入射において行った。X-mode高磁場側入射においてのみパラメトリック崩壊が観測され明確にEBW励起が発生している傍証が得られた。可動静電プローブを用いて高時間分解能電子温度、密度計測が行われ、高域混成共鳴層付近においてピーキングした電子温度分布を観測した。プラズマ電流立ち上げのため垂直磁場曲率を調整し、閉磁気面形成を行った。トロイダル磁場、ポロイダル磁場反転に応じたプラズマ電流方向の調査より、プラズマ電流方向がポロイダル磁場方向に依存することが示され、駆動されたプラズマ電流は圧力駆動によることが明確に示された。