This paper reports on studies of short-wave turbulence in the plasma of the L-2M stellarator under markedly different conditions: with doubling the ECR heating power (100 and 200 kW) and with restricting the plasma radius by a sector limiter. The role of such short-wave turbulence in anomalous transport can appear important for conditions of a thermonuclear reactor. Experiments were carried out in a basic magnetic configuration of the L-2M stellarator during ECRH at the second harmonic of the electron gyrofrequency (75.3 GHz) at average electron densities of (1.5–1.7) × 1013 cm−3. The energy confinement time was ∼3.5 ms at P0 = 100 kW and was reduced to ∼2 ms at P0 = 200 kW. When the limiter was introduced inside the plasma to a depth of 2 cm from the last closed flux surface, τE decreased by a factor of 1.3–1.4. Plasma density fluctuations were measured from the scattering of gyrotron radiation at the second harmonic of operating frequency (∼150 GHz). A quasioptical receiving system allowed measurements of scattered radiation from plasma regions r/a ⩽ 0.6 at scattering angles π/4 ⩽ Θ ⩽ π/2 (24 cm−1 ⩽ k⊥ ⩽ 44 cm−1). The short-wave turbulence was studied for two radial positions of the scattering region: r/a = 0.3–0.4 and r/a = 0.5–0.6. Short-wave turbulence exhibits features of strong plasma turbulence. It is experimentally established that a change in the energy confinement time in the L-2M stellarator correlates with the level of short-wave turbulence.
本論文は、L-2Mステラレータのプラズマにおける短波長乱流の研究について、ECR加熱出力を2倍（100kWおよび200kW）にし、セクターリミターによりプラズマ半径を制限するという、著しく異なる条件下での報告である。このような短波長乱流が異常輸送において果たす役割は、核融合炉の条件において重要となり得る。実験は、L-2Mステラレータの基本磁気配位において、電子サイクロトロン周波数の第2高調波（75.3GHz）でのECRH中に、平均電子密度（1.5〜1.7）×10¹³cm⁻³で実施された。エネルギー閉じ込め時間は、P₀=100kWで約3.5msであり、P₀=200kWでは約2msに短縮された。リミターを最後の閉じた磁気面から2cm内側に挿入した場合、τ_Eは1.3〜1.4倍減少した。プラズマ密度揺動は、動作周波数の第2高調波（約150GHz）でのジャイロトロン放射の散乱により測定された。準光学受信システムにより、散乱角Θがπ/4〜π/2（k⊥が24〜44cm⁻¹）の範囲で、プラズマ領域r/a≤0.6からの散乱放射の測定が可能となった。短波長乱流は、散乱領域の2つの半径位置（r/a=0.3〜0.4およびr/a=0.5〜0.6）について研究された。短波長乱流は、強乱流の特徴を示す。L-2Mステラレータにおけるエネルギー閉じ込め時間の変化が短波長乱流のレベルと相関することが、実験的に確立された。