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Excitation of high frequency pressure driven modes in non-axisymmetric equilibrium at high βpol in PBX-M

S. Sesnic, A. Holland, R. Kaita, S.M. Kaye, M. Okabayashi, H. Takahashi, N. Asakura, R.E. Bell, S. Bernabei, M.S. Chance1993年被引用 7Nuclear FusionIF 3出版社

High frequency pressure driven modes have been observed in high poloidal beta discharges in the Princeton Beta Experiment Modification (PBX-M). These modes are excited in a non-axisymmetric equilibrium characterized by a large, low frequency mt = 1/nt = 1 island, and they are capable of expelling fast ions. The modes reside on or very close to the q = 1 surface and have mode numbers with either mh = nh or (less probably) mh/nh = mh/(mh-1), with mh varying between 3 and 10. Occasionally these modes are simultaneously localized in the vicinity of the ml = 2/nl = 1 island. The high frequency modes near the q = 1 surface also exhibit a ballooning character, being significantly stronger on the large major radius side of the plasma. When a large mt = 1/nt = 1 island is present, the mode is poloidally localized in the immediate vicinity of the X point of the island. The modes occur exclusively in high beta beam heated discharges and are likely to be driven by the beam ions. They can thus be a manifestation of either a toroidicity induced shear Alfven eigenmode (TAE) at q = (2mh+1)/2nh, a kinetic ballooning mode, or some other type of pressure driven (high β) mode. Most of the data are consistent with the theoretical predictions for the TAE gap mode. Since the high frequency modes in PBX-M, however, are found exclusively on or in the immediate neighbourhood of magnetic surfaces with low rational numbers (q = 1, 2,...), other possibilities are not excluded

日本語訳

高周波の圧力駆動モードが、プリンストン・ベータ実験改(PBX-M)における高ポロイダルベータ放電で観測された。これらのモードは、大きな低周波m_t=1/n_t=1アイランドを特徴とする非軸対称平衡において励起され、高速イオンを排出することができる。モードはq=1表面またはその極めて近傍に存在し、m_h=n_hまたは(それほど確かではないが)m_h/n_h=m_h/(m_h-1)のモード数を有し、m_hは3から10の間で変化する。時として、これらのモードはm_l=2/n_l=1アイランドの近傍に同時に局在することもある。q=1表面近傍の高周波モードはまた、バルーニング特性を示し、プラズマの大半径側で有意に強くなる。大きなm_t=1/n_t=1アイランドが存在する場合、モードはアイランドのX点の直近にポロイダル方向に局在する。これらのモードは、高ベータ・ビーム加熱放電においてのみ発生し、ビームイオンによって駆動される可能性が高い。したがって、これらはトロイダル性誘起剪断アルフヴェン固有モード(TAE)がq=(2m_h+1)/2n_hにあること、運動論的バルーニングモード、またはその他の圧力駆動(高β)モードのいずれかの発現であり得る。データの大部分はTAEギャップモードの理論的予測と一致する。しかしながら、PBX-Mにおける高周波モードは、低有理数(q=1, 2, ...)の磁気面上またはその極めて近傍にのみ存在することが確認されているため、他の可能性も排除されない。

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PBX-M
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