The purpose of this paper is to analyse higher toroidal harmonics m = 1 with 7 < n < 23 (secondary modes) in the quasi single helicity, reversed field pinch plasma in the RFX-mod device. The quasi single helicity is an improved confinement state characterized by a dominant mode m/n = 1/7, rotating along the toroidal direction. The spectroscopic measurements in the boundary plasma show footprints of a localized plasma deformation called 'phase locking', which can be described as an interferential pattern of toroidal Fourier harmonics. In the locking region the magnetic field lines are deformed in large poloidal lobes hitting the plasma facing components, a mechanism similar to the 'homoclinic lobes' observed in the Tokamak divertor with RMP application. Correspondingly, the magnetic connection length to the wall presents a strong decrease ('hole') with increased plasma-wall interaction, which fortunately is not stationary, but jumps in the toroidal direction thanks to the effective action of the RFX-mod feedback system. The global plasma wall interaction is the superposition of a rotating helix and of the localized toroidal deformation due to the secondary modes, which mirrors the local emission and particle influx from the wall. The local edge perturbation impacts also on the global plasma performance: a threshold to obtain an electron transport barrier has been identified. An improvement in plasma performance is expected in the upgraded device RFX-mod2, where the magnetic boundary will be modified to decrease the edge field deformation by a factor about 2.
本論文の目的は、RFX-mod装置における準単一ヘリシティ状態の逆転磁場ピンチプラズマにおいて、7＜n＜23の高次トロイダル高調波m＝1（二次モード）を解析することである。準単一ヘリシティ状態は、トロイダル方向に回転するm/n＝1/7の支配的なモードを特徴とする改善閉じ込め状態である。境界プラズマにおける分光測定は、「位相ロック」と呼ばれる局所的なプラズマ変形の痕跡を示しており、これはトロイダルフーリエ高調波の干渉パターンとして記述できる。ロック領域では磁力線が大きなポロイダル方向のローブ状に変形し、プラズマ対向壁に到達する。この機構は、RMP適用時のトカマクダイバータで観測される「ホモクリニックローブ」に類似している。対応して、壁への磁気結合長は強い減少（「ホール」）を示し、プラズマ-壁相互作用が増大するが、幸いにもこれは定常的ではなく、RFX-modのフィードバックシステムの効果的な動作によりトロイダル方向に跳躍する。全体のプラズマ-壁相互作用は、回転するヘリカル構造と二次モードによる局所的なトロイダル変形の重ね合わせであり、これは壁からの局所的な発光と粒子流入を反映している。局所的なエッジ摂動は全体のプラズマ性能にも影響を及ぼし、電子輸送障壁を得るための閾値が特定されている。改良型装置RFX-mod2では、磁気境界を修正してエッジ変形を約2倍低減することが計画されており、プラズマ性能の向上が期待されている。