Experimental data are presented showing filamentation of the Rijnhuizentokamak project (RTP) plasma. These filaments are only resolved by thehigh-resolution double pulse Thomson scattering diagnostic, and appear asmultiple peaks in the Te profile with a typical width of 5-10 mm andan amplitude as high as 1 keV in a 2 keV ambient plasma. This paper shows theoccurrence of filaments under various plasma conditions. It shows thatfilaments are statistically significant plasma physical phenomena. A parameterstudy shows a weak dependence of their amplitude on qa, whereas astrong inverse dependence on plasma density has been found. It takes filamentsseveral milliseconds to develop after the switch-on of electron cyclotronheating; they are wiped out by a sawtooth crash and take only a few hundredmicroseconds to reappear after such a crash. They mainly occur in the centreof additionally heated plasmas by means of electron cyclotron heating, buthave also been observed in transiently heated plasmas and off-axis innon-centrally heated plasmas. Finally, two interpretations of filamenttopology are tested by means of three experiments. It turns out that theinterpretation of filaments as independent closed tube-like structures seemsto best fit the RTP data.
実験データは、RTPトカマクプラズマのフィラメント化を示すものである。これらのフィラメントは、高分解能の二重パルストムソン散乱計測によってのみ分解され、Te分布において典型的な幅5〜10 mm、振幅が2 keVの周囲プラズマ中で最大1 keVに達する複数のピークとして現れる。本論文は、様々なプラズマ条件下でのフィラメントの発生を示すものである。フィラメントが統計的に有意なプラズマ物理現象であることを示す。パラメータ研究により、その振幅のqaに対する依存性は弱いことが示される一方、プラズマ密度に対する強い逆依存性が確認されている。フィラメントは、電子サイクロトロン加熱の開始後、数ミリ秒で形成される。鋸歯状波クラッシュによって消滅し、そのようなクラッシュ後、数百マイクロ秒で再出現する。フィラメントは主に、電子サイクロトロン加熱による追加熱プラズマの中心部で発生するが、過渡加熱プラズマや非中心加熱プラズマでも観測されている。最後に、フィラメントのトポロジーに関する2つの解釈が、3つの実験によって検証されている。その結果、フィラメントを独立した閉じた管状構造として解釈する方が、RTPのデータに最も適合することが判明した。