We report the first observation of microtearing mode (MTM) and its interaction with energetic-particle-induced geodesic acoustic mode (EGAM) in the reduction of ambient turbulence, leading to improvements in energy and particle confinements in electron cyclotron resonance heating (ECRH) plasma on HL-3 tokamak. MTM, observed in the magnetic fluctuation spectrum with a frequency range of 80–120 kHz, is found to be driven by the electron temperature gradient. It has been shown that MTM propagates in the electron diamagnetic drift direction with a poloidal normalized wavenumber . The magnetic structure of EGAM with a frequency range of 14–20 kHz is observed in the magnetic fluctuation spectrum, where n and m are the toroidal and poloidal mode numbers, respectively. The oscillation of EGAM has also been observed in the Doppler reflectometry phase derivative perturbation spectrum. The frequency of EGAM corresponds to half that of the conventional GAM. Bispectral analysis during ECRH shows pairwise interactions among EGAM, MTM and ambient turbulence (low frequency). It has been found that the reduction of ambient turbulence due to MTM and EGAM leads to the improvement of particle and energy confinements. Experimental results on HL-3 show that the interaction between MTM and EGAM provides a possible way to the turbulence control for energy and particle confinement improvements in future reactors.
我々は、HL-3トカマクの電子サイクロトロン共鳴加熱（ECRH）プラズマにおける周囲乱流の低減における、マイクロテアリングモード（MTM）と高エネルギー粒子誘起測地線音響モード（EGAM）との相互作用の最初の観測を報告する。これはエネルギーおよび粒子閉じ込めの改善につながる。MTMは、80–120 kHzの周波数範囲の磁気揺動スペクトルで観測され、電子温度勾配によって駆動されることが見いだされた。MTMは、ポロイダル規格化波数 。の電子反磁性ドリフト方向に伝播することが示されている。14–20 kHzの周波数範囲のEGAMの 磁気構造が磁気揺動スペクトルで観測される。ここで、nとmはそれぞれトロイダルおよびポロイダルモード数である。EGAMの 振動は、ドップラー反射計位相微分摂動スペクトルでも観測された。EGAMの周波数は、従来のGAMの周波数の半分に相当する。ECRH中のバイスペクトル解析は、EGAM、MTM、および周囲乱流（低周波）の間のペアごとの相互作用を示している。MTMとEGAMによる周囲乱流の低減が、粒子およびエネルギー閉じ込めの改善につながることが見いだされた。HL-3における実験結果は、MTMとEGAMの間の相互作用が、将来の炉におけるエネルギーおよび粒子閉じ込め改善のための乱流制御の可能な方法を提供することを示している。