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Magnetic safety factor profile before and after sawtooth crashes investigated with toroidicity and ellipticity induced Alfvén eigenmodes

G.J. Kramer, C.Z. Cheng, Y. Kusama, R. Nazikian, S. Takeji, K. Tobita2001年被引用 37Nuclear FusionIF 3出版社

A study of toroidicity and ellipticity inducedAlfvén eigenmodes (TAEs and EAEs) that are excited before and after sawtoothcrashes during ion cyclotron range of frequency (ICRF) heating in JT-60U is presented.From the TAEs that are observed before sawteeth and that reside inside the q = 1surface an upper limit has been set for q in the plasma centre at the timeof the crash. After the sawtooth crash, EAEs that reside at the q = 1 surfaceare often observed. In a number of discharges the start of the EAE activityis delayed to up to 150 ms after the crash. In some cases TAE activity wasobserved between the sawtooth crash and the onset of the EAE activity. TheseTAEs could be modelled successfully only when it was assumed that the centralsafety factor (q0) rises above unity after the giant sawtooth crash.The appearance of the TAE activity immediately after the giant sawtooth crashis a strong indication that the fast particle drive remains in the plasmacentre. This is consistent with theoretical estimates for the confinement ofdeeply trapped ICRF ions. The delayed appearance of the EAEs is also consistent with thedisappearance of the q = 1 surface from the plasma at the giant sawtoothcrash. The only way to obtain agreement between the experimentally measured EAEfrequencies and the NOVA-K simulations is to assume that the q = 1 surfacereappears in the plasma at the start of the EAE activity. The delayedappearance of the EAE activity seems to be correlated with the electrontemperature just before the crash.

日本語訳

トロイダリティおよび楕円性によって誘起されるアルヴェン固有モード(TAEおよびEAE)が、JT-60Uにおけるイオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱中の鋸歯状振動クラッシュの前後に励起される様子について発表する。鋸歯状振動の前に観測され、q=1面の内側に存在するTAEから、クラッシュ時におけるプラズマ中心のqの上限値が設定された。鋸歯状振動クラッシュ後には、q=1面に存在するEAEが頻繁に観測される。多くの放電において、EAE活動の開始はクラッシュ後最大150ミリ秒遅延した。いくつかのケースでは、鋸歯状振動クラッシュとEAE活動の開始の間にTAE活動が観測された。これらのTAEは、巨大鋸歯状振動クラッシュ後に中心安全係数(q0)が1を超えて上昇すると仮定した場合にのみ、うまくモデル化できた。巨大鋸歯状振動クラッシュ直後のTAE活動の出現は、高速粒子駆動がプラズマ中心に残っていることを強く示唆している。これは、深く捕捉されたICRFイオンの閉じ込めに関する理論的評価と一致する。EAEの遅延した出現は、巨大鋸歯状振動クラッシュ時にq=1面がプラズマから消滅することとも一致する。実験的に測定されたEAE周波数とNOVA-Kシミュレーションの間で一致を得る唯一の方法は、EAE活動の開始時にq=1面がプラズマ内に再出現すると仮定することである。EAE活動の遅延した出現は、クラッシュ直前の電子温度と相関しているように思われる。

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Alfvén waveAlfvén eigenmodeSawtooth oscillationSafety factor
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