The newly upgraded MAST Thomson scattering (TS) system provides excellent spatial resolution (∼1 cm) at over 130 radial locations across a full plasma diameter, and utilizes eight individual Nd: :YAG laser systems which can be fired sequentially, providing electron temperature and density profiles approximately every 4 ms throughout a plasma discharge. By operating the system in burst mode, whereby the laser separation can be adjusted to within a few microseconds of each other, it is possible to obtain detailed profiles of transient and periodic phenomena such as sawteeth crashes, massive gas injection for disruption mitigation and the temperature perturbations associated with neoclassical tearing mode (NTM) islands. Following Fitzpatrick et al (1995 Phys. Plasmas2 825), we consider a simplified model in which finite parallel diffusive heat transport can provide a threshold for NTM island growth and demonstrate that the TS derived electron temperature profiles around an island can be used to obtain both the island width and the critical island width below which temperature gradients are maintained across the island, potentially removing the bootstrap current drive for the NTM. Initial results from high beta, neutral beam injection heated discharges on MAST show that the measured island width inferred from the TS data is in good agreement with magnetic estimates of the island width (considering both a cylindrical approximation and using a full field line tracing estimate). The temporal behaviour of the island width obtained from the magnetic diagnostics indicates that for the scenarios considered to date, finite parallel diffusion is likely to play an important role in NTM threshold physics in MAST.
新しく改良されたMASTトムソン散乱(TS)システムは、全プラズマ直径にわたる130以上の動径位置において優れた空間分解能(約1 cm)を提供し、8台のNd:YAGレーザーシステムを利用して、プラズマ放電中に約4 ms間隔で電子温度・密度分布を提供する。バーストモードでシステムを動作させることにより、レーザー間隔を数マイクロ秒以内に調整でき、鋸歯状波クラッシュ、ディスラプション緩和のための大規模ガス入射、新古典テアリングモード(NTM)島に伴う温度摂動などの過渡的・周期的現象の詳細な分布を取得することが可能となる。Fitzpatrickら(1995 Phys. Plasmas 2 825)に従い、有限平行拡散熱輸送がNTM島成長の閾値を提供できる簡略化モデルを考察し、島周辺のTSによる電子温度分布から、島幅と、島を横切る温度勾配が維持される臨界島幅の両方を取得できることを実証する。MASTにおける高ベータ、中性粒子ビーム入射加熱放電の初期結果は、TSデータから推定された測定島幅が、磁気測定による島幅の推定値(円筒近似と完全な磁力線追跡推定の両方を考慮)と良好に一致することを示している。磁気診断から得られた島幅の時間的挙動は、これまでに検討されたシナリオにおいて、有限平行拡散がMASTのNTM閾値物理において重要な役割を果たす可能性が高いことを示している。