Toroidal current penetration is studied in current ramp experiments on theJIPP T-IIU tokamak. The poloidal magnetic field profile in the peripheral region of a plasma (0.5 ⩽ r/a ⩽ 1.0) has been measured directly with a newly developed fast response Zeeman polarimeter. The experimental results indicate that a skin effect of the toroidal current density is clearly observed during both the current ramp-up (CRU) and the current ramp-down (CRD) experiments. The experimentally obtained toroidal current density profiles are well described by the profiles calculated on the assumption of neoclassical electrical resistivity, although the difference between the neoclassical electrical resistivity and the Spitzer electrical resistivity is not clearly distinguished because of the relatively collisional peripheral plasma region. Quasi-linear Δ' analysis of tearing modes for the measured current density profile is consistent with the time behaviour of the coherent magnetohydrodynamic (MHD) modes such as m = 4/n = 1 or m = 3/n = 1 (m is the poloidal mode number and n is the toroidal mode number) often observed during the CRU phase. An obvious enhancement of the current penetration by the MHD modes is not detected in this ramp-up experiment, where the relative amplitude of the poloidal field fluctuations is less than 0.8%.
トロイダル電流の浸透は、JIPP T-IIUトカマクにおける電流ランプ実験で研究された。プラズマ周辺領域(0.5 ⩽ r/a ⩽ 1.0)におけるポロイダル磁場分布は、新たに開発された高速応答ゼーマン偏光計を用いて直接測定された。実験結果は、電流ランプアップ(CRU)および電流ランプダウン(CRD)実験の両方において、トロイダル電流密度の表皮効果が明確に観測されることを示している。実験的に得られたトロイダル電流密度分布は、新古典電気抵抗率を仮定して計算された分布によってよく記述されるが、比較的衝突的な周辺プラズマ領域のため、新古典電気抵抗率とスピッツァー電気抵抗率の差は明確には区別されない。測定された電流密度分布に対するテアリングモードの準線形Δ'解析は、CRU位相中にしばしば観測されるm = 4/n = 1やm = 3/n = 1(mはポロイダルモード数、nはトロイダルモード数)のようなコヒーレントな電磁流体力学(MHD)モードの時間挙動と一致する。このランプアップ実験では、ポロイダル磁場変動の相対振幅が0.8%未満であり、MHDモードによる電流浸透の明らかな促進は検出されなかった。