This paper reports on the experimental observation and numerical reconstruction of island-like structures in synchrotron imaging emitted by runaway electrons (REs) on Experimental Advanced Superconducting Tokamak. During low-density ohmic discharges with external resonant magnetic perturbations, island-like structures were observed in the synchrotron radiation emitted by REs. Through simulations based on relativistic guiding-center motion equations and a cone radiation model, it was found that these island-like structures in synchrotron imaging are related to the island-like spatial distribution of REs. The island-like spatial distribution might be caused by the sticky regions in the stochastic field. Appropriate projection is necessary for island-like structures in synchrotron imaging. The study provides insights into the behavior of REs in perturbation magnetic fields and offers a sign for the existence of sticky regions within stochastic fields. Besides, discrepancies between simulation and experimental results suggest that non-linear plasma response should be considered. This research improves our understanding of RE behavior in perturbed fields and has implications for the development of effective RE mitigation strategies in large-scale tokamaks.
本論文は、Experimental Advanced Superconducting Tokamakにおける逃走電子(REs)が放出するシンクロトロン放射イメージング中の島状構造の実験的観測と数値的再構成について報告するものである。低密度オーミック放電中、外部共鳴磁場摂動を伴って、REsから放出されるシンクロトロン放射に島状構造が観測された。相対論的ガイドセンター運動方程式とコーン放射モデルに基づくシミュレーションにより、シンクロトロンイメージングにおけるこれらの島状構造がREsの島状空間分布に関連することが見出された。その島状空間分布は、ストカスティック場内の粘着領域によって引き起こされる可能性がある。シンクロトロンイメージングにおける島状構造には適切な投影が必要である。本研究は、摂動磁場中でのREsの挙動に関する洞察を提供し、ストカスティック場内における粘着領域の存在の兆候を示すものである。さらに、シミュレーションと実験結果の間の不一致は、非線形プラズマ応答を考慮すべきことを示唆している。この研究は、摂動場中でのRE挙動の理解を深め、大型トカマクにおける効果的なRE緩和戦略の開発に意義を持つものである。