The radial electric field (Er) and its shear (∂Er/∂r) are believed to be fundamental for turbulence suppression in magnetically confined plasmas. Doppler reflectometry offers a direct method of obtaining Er and ∂Er/∂r measurements. It is a type of microwave radar technique which uses the back-scatter of microwaves from a radial position in the plasma where the refractive index equals zero. In this paper, the use of Doppler reflectometry for Er measurements is investigated. The technique is extended for ∂Er/∂r measurements by simultaneously probing the plasma with two microwave beams at different frequencies. Er and ∂Er/∂r measurements are presented for a wide variety of plasma conditions. The measurements show that Er and its associated shear are linked to plasma confinement. Their absolute values increase with confinement at the plasma edge. Furthermore, the measurements show dependence on the applied plasma auxiliary heating and the plasma shape. The Er shear results suggest that negative shear is more influential than positive shear, in contradiction to several theoretical models.
径方向電場(Er)とそのシア(∂Er/∂r)は、磁場閉じ込めプラズマにおける乱流抑制の基本要素であると考えられている。ドップラー反射計測は、Erおよび∂Er/∂r測定を得る直接的な方法を提供する。これは、屈折率がゼロに等しいプラズマ中の径方向位置からのマイクロ波の後方散乱を利用する一種のマイクロ波レーダー技術である。本論文では、Er測定のためのドップラー反射計測の利用を調査する。この技術は、異なる周波数の2つのマイクロ波ビームでプラズマを同時にプローブすることにより、∂Er/∂r測定に拡張される。Erおよび∂Er/∂r測定は、多種多様なプラズマ条件について提示される。測定結果は、Erとそれに関連するシアがプラズマ閉じ込めに結びついていることを示している。それらの絶対値は、プラズマ端部での閉じ込めとともに増加する。さらに、測定結果は、印加されたプラズマ補助加熱とプラズマ形状への依存性を示している。Erシアの結果は、負のシアが正のシアよりも影響力が大きいことを示唆しており、これはいくつかの理論モデルと矛盾している。