An improved CO2 laser collective scattering technique has been used to study the scaling of density fluctuations with magnetic field and ion mass in a linear magnetized plasma. Measurements are presented for H2, D2, He, Ne and Ar plasmas for magnetic fields of 0.1-0.3 T for frequencies 20 kHz< omega /2 pi <500 kHz and a wave vector range 3 cm-1<k<30 cm-1. The peak frequency omega pk of the fluctuations scales linearly with the magnetic field and decreases with increasing ion mass. The mean wave vector ktheta shows a similar but not so pronounced behaviour. The broadening of the frequency spectrum Delta omega increases with magnetic field and decreases with ion mass. A statistical dispersion relation is established for the different gases. Whereas the phase velocity of the fluctuations remains constant in the neon and argon plasma it increases with magnetic field in the hydrogen and deuterium plasma. The scaling n/n=1/kperpendicular to Ln fits the data noticeably better than the scaling Kperpendicular to rho s. Measurements of the time evolution of the fluctuations show that the peak frequency is generated at the beginning of each plasma pulse and remains constant in amplitude during the pulse. However, in a highly turbulent plasma frequencies with omega > omega pk grow exponentially to a saturated state. Compared to those obtained from measurements on Tokamaks, the author's results show similar behaviour regarding frequency, wavenumber and scaling of the density fluctuations in H2, D2 and He plasmas.
改良されたCO2レーザー集団散乱法を用いて、線形磁化プラズマにおける密度揺らぎの磁場およびイオン質量に対するスケーリングを研究した。H2、D2、He、Ne、Arプラズマについて、磁場0.1〜0.3 T、周波数20 kHz＜ω/2π＜500 kHz、波数3 cm⁻¹＜k＜30 cm⁻¹の範囲で測定を行った。揺らぎのピーク周波数ωpkは磁場に比例してスケールし、イオン質量の増加とともに減少する。平均波数kθは同様の傾向を示すが、その顕著さはより小さい。周波数スペクトルの広がりΔωは磁場とともに増加し、イオン質量とともに減少する。異なるガス種に対して統計的分散関係が確立された。揺らぎの位相速度はネオンおよびアルゴンプラズマでは一定に保たれるが、水素および重水素プラズマでは磁場とともに増加する。スケーリングn/n＝1/k⊥Lnは、K⊥ρsスケーリングよりもデータに対して顕著に良好な適合を示す。揺らぎの時間発展の測定により、ピーク周波数は各プラズマパルスの開始時に生成され、パルス中は振幅が一定に保たれることが示された。しかし、高乱流プラズマでは、ω＞ωpkの周波数は飽和状態まで指数関数的に成長する。トカマクでの測定結果と比較すると、著者の結果はH2、D2、Heプラズマにおける密度揺らぎの周波数、波数、スケーリングに関して同様の挙動を示す。