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Observation of infrared synchrotron radiation from tokamak runaway electrons in TEXTOR

K.H. Finken, J.G. Watkins, D. Rusbüldt, W.J. Corbett, K.H. Dippel, D.M. Goebel, R.A. Moyer1990年被引用 78Nuclear FusionIF 3出版社

During runaway discharges in TEXTOR, intense infrared (IR) radiation is-emitted in the electron flow direction. This can only be explained by synchrotron radiation of fast electrons. The observed spectral dependence is consistent with electrons of 25-30 MeV energy; the intensity corresponds to about 1016 electrons or to an electrical current of 40 kA. From the spatial structure of the observed IR pattern, new insight into the spatial distribution of the runaway electrons and their perpendicular momentum can be gained. The runaway electrons populate a torus with a diameter of 0.5-0.6 m, which is slightly larger than the plasma radius; the perpendicular momentum is determined from the vertical extent of the IR pattern and amounts to about 5 m0c. The transformation rate of electrons to runaways can be estimated from the time delay of the IR signal as 2 × 10−4 s−1; this agrees with theoretical expectations derived from the ratio of the electrical field strength to the critical field strength. In TEXTOR, runaways are confined up to energies of 50 MeV, which is just below the limit where a phase should exist in which runaways radiate as much energy as they gain per turn.

日本語訳

TEXTORにおけるランナウェイ放電中、電子流方向に強い赤外線(IR)放射が観測される。これは高速電子のシンクロトロン放射によってのみ説明可能である。観測されたスペクトルの波長依存性は、25〜30 MeVのエネルギーを持つ電子と一致する。その強度は、約10¹⁶個の電子、すなわち40 kAの電流に相当する。観測されたIRパターンの空間構造から、ランナウェイ電子の空間分布と垂直方向運動量に関する新たな知見が得られる。ランナウェイ電子は、プラズマ半径よりわずかに大きい直径0.5〜0.6 mのトーラス状に分布する。垂直方向運動量は、IRパターンの鉛直方向の広がりから決定され、約5 m₀cである。ランナウェイ電子への変換率は、IR信号の時間遅れから約2 × 10⁻⁴ s⁻¹と推定され、これは電界強度と臨界電界強度の比から導かれる理論的予測と一致する。TEXTORにおいて、ランナウェイ電子は50 MeVまでのエネルギーに閉じ込められており、これはランナウェイ電子が1周回あたりに得るエネルギーと放射するエネルギーが釣り合う限界値の直下に相当する。

装置

textor高精度(タイトル一致)

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Runaway electronTEXTORSynchrotron radiation
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