The stability properties of currentless high beta plasmas have been investigated over a wide range of density profiles ne(r), by varying the gas puffing conditions and by pellet injection. Line density fluctuations correlated with a pressure driven MHD instability were measured by a multi-channel far-infrared laser interferometer. When an increase in the plasma beta was accompanied by a peaking of ne(r), line density fluctuations with a frequency of 2–5 kHz periodically appeared. The repetition time of the fluctuations was typically 2–5 ms. The poloidal and toroidal mode numbers of the fluctuations were identified as m=l and n=l. For plasmas with an extremely peaked profile, density fluctuations corresponding to the m=3/n=2 mode were observed. With the growth of this mode, internal disruptions occurred. Because of these disruptions, the profile of ne(r) rapidly changed from a peaked one to a broader one. The normalized average radius, r/a, of the phase reversal in the density profile variation caused by the disruption is about 0.5, which roughly corresponds to the ι =2/3 surface, ι being the rationalized rotational transform. It is most likely that the large amplitude mode with m=3/n=2 triggers the internal disruptions. The onset regions for MHD instability have also been investigated for various density profiles and beta values.
無電流高ベータプラズマの安定性特性を、ガスパフ条件とペレット入射を変化させることにより、広範囲の密度分布ne(r)にわたって調べた。圧力駆動型MHD不安定性と相関する線密度揺動を、多チャンネル遠赤外レーザー干渉計により測定した。プラズマベータの増加がne(r)のピーキングを伴うとき、周波数2〜5 kHzの線密度揺動が周期的に出現した。この揺動の繰り返し時間は典型的には2〜5 msであった。揺動のポロイダルおよびトロイダルモード数はm=1、n=1と同定された。極端にピーキングした分布を持つプラズマでは、m=3/n=2モードに対応する密度揺動が観測された。このモードの成長に伴い、内部ディスラプションが発生した。これらのディスラプションにより、ne(r)の分布はピーキングした形状からブロードな形状へと急速に変化した。ディスラプションによって生じる密度分布変化における位相反転の規格化半径r/aは約0.5であり、これは規格化回転変換ι = 2/3の面にほぼ対応する。m=3/n=2の大振幅モードが内部ディスラプションを引き起こす可能性が最も高い。MHD不安定性の発生領域についても、様々な密度分布とベータ値に対して調査を行った。