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Investigation of competitive oscillations between drift mode and flute mode in linear cylindrical ECR plasma

K Kamataki, S-I Itoh, Y Nagashima, S Inagaki, S Shinohara, M Yagi, T Yamada, Y Kawai, A Fujisawa, K Itoh2008年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

A competitive coexistence between a drift mode and a flute mode has been investigated experimentally in a bounded cylindrical electron cyclotron resonance (ECR) plasma. This competitive cycle was repeated during a whole continuous discharge. Competitive phenomena appeared in plasmas when the density scale length was close to the critical value: the drift mode is dominant and the flute mode is suppressed just below a critical value, but above this value, the flute mode grows abruptly and the drift mode is suppressed. In this phase, the density gradient increases temporally. A small crash takes place when the density scale length reaches a limit value, and then the density profile goes back to the previous states and thus the drift mode is excited and the flute mode is suppressed. The direct nonlinear coupling between the drift mode and the flute mode is weaker than the process of the second harmonic generation of each mode, suggesting that the growth and decay of them are closely related to the modification of the radial density profile.

日本語訳

ドリフトモードとフルートモードの間の競合共存が、有界な円筒状電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマにおいて実験的に調査された。この競合サイクルは、連続放電の全過程を通じて繰り返し観測された。プラズマ密度のスケール長が臨界値に近づくと、競合現象が出現した。すなわち、臨界値直下ではドリフトモードが支配的であり、フルートモードは抑制された。しかし、臨界値を超えると、フルートモードが急激に成長し、逆にドリフトモードが抑制された。この位相において、密度勾配は時間的に増大した。密度スケール長が極限値に達すると、小さなクラッシュ(崩壊)が発生し、密度分布は初期状態へと戻った。その後、再びドリフトモードが励起され、フルートモードは抑制された。ドリフトモードとフルートモードの間の直接的な非線形結合は、各モードの二次高調波生成過程と比較して弱いことが明らかになった。これらのモードの成長と減衰は、密度分布の動的変化と密接に関連していることが示唆された。

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Electron cyclotron resonance
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