Sawtooth activity is a prominent example of a global plasma instability which is observed in virtually all tokamak devices. Despite numerous experimental and theoretical investigations, the phenomenon is still barely understood. As far as experimental effort is concerned, much attention has been paid to soft x-ray emission from the plasma and to its analysis in terms of two-dimensional contour plots, because it is thought to reflect the shape and temporal behaviour of magnetic flux surfaces during a sawtooth cycle. Recently, more direct methods of detecting sawtooth-related changes in the magnetic field structure have become available and have added new facets to the general picture. In this paper, some observations made on the Jülich tokamak TEXTOR by means of a Faraday rotation diagnostic technique will be reported. First, in correlation with the sawtooth collapse a localized periodic perturbation of the magnetic field with principal mode numbers m = 1 and n = 0 has been detected which, in the presence of an m = n = 1 island, may give rise to magnetic field line stochastization and thereby contribute significantly to a rapid expulsion of electronic energy from the plasma core region. Second, the so-called precursor oscillations prior to a sawtooth crash have been investigated and estimates have been obtained for the growth rate and width of a magnetic island forming immediately before the collapse.
鋸歯状波活動は、事実上すべてのトカマク装置で観測されるグローバルなプラズマ不安定性の顕著な例である。数多くの実験的・理論的研究にもかかわらず、この現象は未だ十分に理解されていない。実験的努力に関しては、プラズマからの軟X線放射と、その二次元等高線プロットによる解析に多くの注意が払われてきた。これは、鋸歯状波周期中の磁気面の形状と時間的挙動を反映していると考えられているためである。近年、鋸歯状波に関連する磁場構造の変化を検出するより直接的な手法が利用可能となり、全体像に新たな側面が加えられている。本論文では、ユーリッヒのトカマクTEXTORにおいてファラデー回転診断手法を用いて行われた観測結果について報告する。第一に、鋸歯状波崩壊と相関して、主モード数m = 1およびn = 0を持つ磁場の局所的な周期的摂動が検出された。この摂動は、m = n = 1の磁気島の存在下で磁力線の確率化を引き起こし得り、それによりプラズマコア領域からの電子エネルギーの急速な排出に大きく寄与する可能性がある。第二に、鋸歯状波クラッシュに先行するいわゆる前駆振動が調査され、崩壊の直前に形成される磁気島の成長率と幅についての推定値が得られた。