A study of drift-wave turbulence by miowave scattering technique was carried out in a toroidal plasma confinement device, the FM-1 spherator. The principal results are: (a) Observation of the linear dispersion relation of drift waves in the high-magnetic-shear condition. The linear dispersion relation is followed up to the weak turbulence state (γ ≲ ω). (b) An experimental demonstration of the stabilization of the drift waves with an increase of the shear strength. In particular, the ion-mass dependence of the observed marginal stability criterion for drift waves (ω≈ω*) was in reasonably good agreement with theoretical expectations. Further, very-low-frequency (ω≪ω*) fluctuations were enhanced when the shear strength was lowered, (c) A detailed study of the behaviour of drift waves in a weak shear condition where a state of isotropic turbulence was observed. The turbulent density fluctuations showed a strong dependence on frequency, but no dependence on wave number (in sharp contrast to theoretical expectations). The possible dependence of the anomalous loss process on the observed drift-wave turbulence is also discussed.
ドリフト波乱流の研究が、トーラス状プラズマ閉じ込め装置であるFM-1スフェレーターにおいて、マイクロ波散乱法により行われた。主な結果は以下の通りである。(a) 高磁気シア条件下におけるドリフト波の線形分散関係の観測。線形分散関係は、弱乱流状態(γ ≲ ω)まで追跡された。(b) 磁気シア強度の増加に伴うドリフト波の安定化の実験的実証。特に、ドリフト波の観測された安定限界基準(ω ≈ ω*)におけるイオン質量依存性は、理論的予測と合理的に一致した。さらに、磁気シア強度が低下すると、非常に低周波数(ω ≪ ω*)のゆらぎが増強された。(c) 弱磁気シア条件下におけるドリフト波の挙動の詳細な研究。ここでは、等方的な乱流状態が観測された。乱流密度ゆらぎは、周波数に強く依存するものの、波数には依存しないことが示された(これは理論的予測と著しく対照的である)。観測されたドリフト波乱流が異常損失過程に及ぼす可能性のある依存性についても議論される。