2D plasma potential ϕ distribution was measured in the electron cyclotron resonance heating (ECRH) and neutral beam injection (NBI) plasmas of the TJ-II stellarator with the heavy ion beam probe for the whole radial range and wide area of the poloidal angle, and supported by Langmuir probe data at the edge. The whole operation domain for the on-axis ECRH was explored ( = 0.45–0.8 ×1019 m−3, PEC = 220–470 kW), in addition, NBI plasmas with = 0.9–1.3 × 1019 m−3 and PNBI = 510 kW were studied. In ECRH plasmas the density ramp-up is accompanied by the evolution of the potential from the bell-like to the Mexican hat profile, while the density profiles were flat or slightly hollow. The potential has the positive peak at the centre, and LFS-HFS (low field—high field sides) and up-down symmetry. Equipotential lines are consistent with vacuum magnetic flux surfaces. In the high-density NBI scenario, the ϕ profile was fully negative with a minimum up to −300 V at the centre, while at low-density ECRH plasma, ϕ has a maximum up to +0.9 kV at the centre. Fluctuations of potential and density are stronger in low-density scenarios and not poloidally symmetric. At the mid-radius (area of the maximum density), root mean square (RMS) of fluctuations were up to ϕ ∼ 15 V at LFS vs ∼20 V at HFS; RMS ne ∼ 2% at LFS vs ∼3% at HFS. In the NBI plasmas with the density rise, the asymmetry decreases and finally vanishing at = 1.2 × 1019 m−3. 2D distribution of the NBI-induced Alfvén eigenmodes (AEs) shows asymmetric ballooning structure: contrary to broadband turbulence, AE-associated potential perturbation dominates in the LFS with a factor up to 1.7 respect to the HFS. The electrostatic mode, excited in ECRH plasmas by suprathermal electrons also shows asymmetric structures: density perturbation dominates in the top-bottom direction compared to LFS-HFS direction.
2次元プラズマ電位φ分布を、TJ-IIステラレータの電子サイクロトロン共鳴加熱（ECRH）および中性粒子ビーム入射（NBI）プラズマにおいて、重イオンビームプローブを用いて全半径範囲および広いポロイダル角度にわたって測定し、端部ではラングミュアプローブデータによって補完した。オン軸ECRHの全運転領域を調査し（= 0.45–0.8 ×10¹⁹ m⁻³、PEC = 220–470 kW）、さらにNBIプラズマ（= 0.9–1.3 ×10¹⁹ m⁻³、PNBI = 510 kW）も研究した。ECRHプラズマでは、密度上昇に伴い、電位がベル型からメキシカンハット型プロファイルへと発展する一方、密度プロファイルは平坦またはわずかに中空であった。電位は中心で正のピークを示し、LFS-HFS（低磁場側-高磁場側）および上下方向に対して対称性を示した。等電位線は真空磁気面と一致した。高密度NBIシナリオでは、φプロファイルは完全に負となり、中心で最小値-300 Vに達した一方、低密度ECRHプラズマでは、φは中心で最大+0.9 kVを示した。電位および密度の変動は、低密度シナリオでより強く、ポロイダル方向に対称ではなかった。中間半径（密度最大領域）では、変動の二乗平均平方根（RMS）はLFSでφ ∼ 15 V、HFSで∼ 20 Vに達し、RMS neはLFSで∼ 2%、HFSで∼ 3%であった。NBIプラズマでは、密度上昇に伴って非対称性は減少し、最終的に= 1.2 ×10¹⁹ m⁻³で消滅した。NBI誘起アルフヴェン固有モード（AE）の2次元分布は、非対称なバルーニング構造を示した：広帯域乱流とは対照的に、AE関連の電位摂動はLFSで支配的であり、HFSに対して最大1.7倍の因子を示した。ECRHプラズマで超熱電子によって励起される静電モードも非対称構造を示した：密度摂動はLFS-HFS方向と比較して上下方向で支配的であった。