Pellet injection into magnetic confinement plasma is widely employed for plasma fuelling and impurity transport studies. While post-injection effects include changes in density and temperature, several short-lived effects have been identified during and immediately after pellet ablation, e.g. pre-cooling of the plasma core or a strong reduction in fluctuations. Here, transitory effects observed in magnetic signals during and immediately after the injection of fuel and tracer encapsulated solid pellets into microwave and neutral beam heated plasma in the stellarator TJ-II are reported. One effect is the excitation of a clear, short-lived, magnetic instability during the ablation phase of a cryogenic pellet. Another effect is a brief reduction in broadband magnetic fluctuations immediately after an injection while a third effect is frequency jumps of already excited Alfvén eigenmodes (AE) when neutral beam heating is employed. The interpretation of these effects is facilitated by signals from 2 recently installed toroidal arrays of magnetic coils that follow the helicity of this device along one of its quadrants. It is concluded that interactions between outward drifting pellet particles and a low-order rational surface lead to the magnetic instability, that pellet-induced plasma cooling induces a transitory reduction in broadband magnetic fluctuations and that plasma mass density changes dominate jumps in AE frequencies.
磁気閉じ込めプラズマへのペレット入射は、プラズマ燃料供給および不純物輸送の研究において広く用いられている。入射後の効果としては密度および温度の変化が挙げられるが、ペレットアブレーション中およびその直後には、いくつかの短寿命の効果が確認されている。例えば、プラズマの予冷や強い揺動の低減などである。本論文では、ヘリカル型装置TJ-IIにおいて、マイクロ波加熱および中性粒子ビーム加熱されたプラズマへの、燃料およびトレーサーを内包した固体ペレット入射中およびその直後に、磁気信号に観測された過渡的効果について報告する。第一の効果は、低温ペレットのアブレーション段階における、明確で短寿命の磁気不安定性の励起である。第二の効果は、入射直後における広帯域磁気揺動の一時的な低減である。第三の効果は、中性粒子ビーム加熱時に、既に励起されているアルヴェン固有モード（AE）の周波数ジャンプである。これらの効果の解釈には、本装置のヘリシティに沿って1象限に設置された、新たに導入された2つのトロイダル磁気プローブアレイからの信号が有効である。結論として、外部へ移動するペレット粒子と低次の有理面との相互作用が磁気不安定性を引き起こし、ペレットによるプラズマ冷却が広帯域磁気揺動の一時的な低減を誘発し、プラズマ質量密度の変化がAE周波数のジャンプを支配していることが示された。