This paper reports a comparative experimental study of large-scalecoherent structures which are embedded in the turbulent fluctuationsobserved in a magnetized plasma device. The confining magnetic fieldis purely toroidal and has no rotational transform. Turbulentdensity fluctuations of two different plasma discharges arecompared: thermionic discharge and inductive resonant wave heating.It turns out that fundamental features of spatiotemporal structuresdepend primarily on the plasma source and not on the magnetic fieldconfiguration. In the thermionic discharge plasma double-vortexstructures and in the wave-heated plasma single-vortex structuresare found. This can be attributed to the injection of mass andnegative space charge in the case of thermionic discharge. The phasecoherency is determined by the large-scale coherent structures.Phase shift of ≈π/2 between plasma potential and densitystructures changes in sign for the two different plasma sources.
本論文は、磁化プラズマ装置において観測された乱流揺動に埋め込まれた大規模コヒーレント構造に関する比較実験研究を報告する。閉じ込め磁場は純粋にトロイダル方向であり、回転変換は有しない。熱電子放出放電と誘導加熱波動加熱という2つの異なるプラズマ放電における乱流密度揺動を比較した。その結果、時空間構造の基本的特徴は、磁場配位ではなくプラズマ源に主に依存することが明らかになった。熱電子放出放電プラズマでは二重渦構造が観測され、波動加熱プラズマでは単一渦構造が観測された。この差異は、熱電子放出放電における質量注入と負の空間電荷に起因すると考えられる。位相コヒーレンシーは大規模コヒーレント構造によって決定される。プラズマ電位と密度揺動の間の位相差は約π/2であり、その符号は2つの異なるプラズマ源で反転する。