Heliotron E is a high-shear, large-rotational-transform helical system (ℓ = 2) with 19 field periods and an aspect ratio of 11 (R = 2.2 m, a = 0.2 m). Neutral beam injection of up to 1.7 MW beam power into low-Ohmic-current Heliotron E plasmas has produced plasmas with e ≈ 2.1 × 1013 cm−3, Ti(0) ≈ 0.95 keV, Te(0) ≈ 0.70 keV and β(0) ≈ 1.0%, at a helical magnetic field on the magnetic axis of 1.8 T. This paper describes the ion and electron energy balance for these plasmas, paying special attention to the evaluation of the energy transport coefficients during injection. For the two modes of co-injection and co-injection plus perpendicular injection, the experimental ion and electron thermal diffusivities, χi and χe, are examined using numerical ion and electron temperature profile analysis codes which employ, respectively, the neoclassical ion thermal conductivity and the INTOR-scaling electron thermal conductivity as the reference conductivities. From the measured and calculated ion temperature profiles, it is found that ion heating during injection can be reasonably explained in terms of classical beam power deposition (calculated with a Monte-Carlo beam-orbit code) and the usual neoclassical (Hazeltine-Hinton) thermal conduction processes. An attempt to determine the general behaviour of χe has also revealed that the calculated upper limit of χe during injection is of the same order or less than the INTOR-scaling value.
Heliotron Eは、高シア・大回転変換ヘリカルシステム(ℓ = 2)であり、19の磁場周期と11のアスペクト比(R = 2.2 m, a = 0.2 m)を有する。低オーミック電流のHeliotron Eプラズマへの最大1.7 MWのビームパワーの中性粒子ビーム入射により、磁気軸上のヘリカル磁場が1.8 Tの条件下で、e ≈ 2.1 × 10^13 cm^−3、Ti(0) ≈ 0.95 keV、Te(0) ≈ 0.70 keV、β(0) ≈ 1.0%のプラズマが生成された。本論文は、これらのプラズマにおけるイオンおよび電子のエネルギー収支を記述し、入射中のエネルギー輸送係数の評価に特に注意を払うものである。同方向入射および同方向入射+垂直入射の二つのモードについて、実験的なイオンおよび電子の熱拡散係数χiおよびχeを、それぞれ新古典イオン熱伝導度およびINTORスケーリング電子熱伝導度を参照熱伝導度として用いる数値的イオン・電子温度分布解析コードを用いて調べた。測定および計算されたイオン温度分布から、入射中のイオン加熱は、古典的ビームパワー堆積(モンテカルロビーム軌道コードで計算)および通常の新古典(Hazeltine-Hinton)熱伝導過程によって合理的に説明できることが見出された。χeの一般的挙動を決定する試みはまた、入射中のχeの計算された上限値がINTORスケーリング値と同程度以下であることを明らかにした。