Vital to magnetized plasma performance, the acceleration of nonthermal electrons significantly influences the current drive of radio frequency (RF) waves in plasma. In Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), we observed nonthermal electrons initially <215 keV in energy, being locally accelerated to 600 keV within 100 milliseconds, which corresponds to the total growth time of the magnetic island. Surprisingly, these fast electrons (FEs) lasted for 1.4 s, several times longer than the estimated relaxation time of 0.26 s, and exceeded 1/10 of the discharge length. Turbulence generation at island's X point is attributed to the unexpected confinement and repopulation of FEs. This phenomenon may have positive implications for the steady-state long pulse H mode operation in EAST, especially regarding non-inductive current sustainment. For future RF electron heating-dominant devices, the mechanisms elucidated in this study have immediate implications for optimizing RF current drive efficiency.
磁化プラズマの性能に不可欠な非熱電子の加速は、プラズマ中の高周波(RF)波の電流駆動に大きな影響を与える。実験先進超伝導トカマク(EAST)において、我々は、当初エネルギーが215 keV未満の非熱電子が、磁気島の全成長時間に相当する100ミリ秒以内に局所的に600 keVまで加速されることを観測した。驚くべきことに、これらの高速電子(FE)は1.4秒間持続し、これは推定緩和時間0.26秒の数倍であり、放電時間の1/10を超えた。磁気島のX点における乱流生成は、FEの予想外の閉じ込めと再補充に起因する。この現象は、EASTにおける定常長時間パルスHモード運転、特に非誘導電流維持に関して、肯定的な意味合いを持つ可能性がある。将来のRF電子加熱が支配的な装置にとって、本研究で解明された機構は、RF電流駆動効率の最適化に即時的な示唆を与える。