The three-dimensional (3D) plasma response to the magnetic field structure is studied for high-β plasmas in the Large Helical Device (LHD). For the vacuum field in the LHD configuration, the boundary of the plasma is defined by the last closed flux surface. However, for high β, the magnetic field structure is changed by the 3D plasma response and the plasma boundary is shifted in the radial direction. The radial electric field, Er, to identify the plasma boundary, is measured in the peripheral region. The radial electric field shear from negative to positive appears in the region and this suggests the boundary between open and closed field lines. The position of the Er shear is always outside the vacuum boundary. A 3D magnetohydrodynamic modelling predicts the expansion of the stochastic region by the 3D plasma response. However, since the connection length of the stochastic field lines is larger than the electron mean free path, a confinement is expected in the region. In such a case, the edge of the stochastic region can be defined as the effective plasma boundary. The position of the appearance of the strong Er shear is almost comparable to the edge of the stochastic region of the modelling. That is, the 3D plasma response is identified in LHD experiments.
三次元(3D)プラズマ応答による磁場構造への影響を、大型ヘリカル装置(LHD)における高ベータプラズマについて研究した。LHD配位における真空磁場では、プラズマの境界は最終閉鎖磁気面によって定義される。しかしながら、高ベータの場合、磁場構造は3Dプラズマ応答によって変化し、プラズマ境界は径方向にシフトする。プラズマ境界を特定するための径方向電場Erを周辺領域で測定した。径方向電場の負から正へのシアがこの領域に現れ、これは開放磁力線と閉鎖磁力線の境界を示唆する。Erシアの位置は常に真空磁場境界の外側にある。3D磁気流体力学モデリングは、3Dプラズマ応答によるストキャスティック領域の拡大を予測する。しかしながら、ストキャスティック磁力線の接続長が電子平均自由行程よりも大きいため、この領域では閉じ込めが期待される。このような場合、ストキャスティック領域の端が実効的なプラズマ境界として定義され得る。強いErシアの出現位置は、モデリングによるストキャスティック領域の端とほぼ同等である。すなわち、3Dプラズマ応答がLHD実験において同定された。