To measure localized (intermediate, high) poloidal wavenumber electron density fluctuations, a tangential millimeter-wave collective scattering system has been designed and successfully developed on the experimental advanced superconducting tokamak (EAST). This innovative system employs a 270 GHz mm-wave probe beam, emitted from the mid-plane of Port K and directed towards Port P after passing through a combination of two in-vessel mirrors. Here these two ports are located on the EAST device’s midplane and are 110° apart. The downward scattered signals pass through two in-vessel mirrors, and exit through the P window. The received multi-channel separated scattering signals are arranged along the poloidal direction. This optical arrangement makes the monitored turbulent wave number is poloidal dominant and up to 40 cm−1. The tangential microwave scattering scheme enables this diagnostic to monitor local density fluctuations, with typically a radial spatial resolution △R = 5 cm, and a wavenumber resolution of △k = 0.4 cm−1. The scattering system underwent comprehensive laboratory testing in 2023, with installation finalized in 2024. The system features steerable launch and receiver optics, allowing remote control to position the scattering volume from normalized radius ρ–0 to the pedestal region on a shot-by-shot basis. Effective experimental data, characterized by distinct off-center spectral peaks, have been successfully obtained in neutral beam-heated plasmas on EAST. The beam tracing forward modeling has been employed for experimental data interpretation. The advanced millimeter-wave scattering system provides fluctuation measurement capability from ion temperature gradient to electron temperature gradient scale on low field side. Preliminary experimental density fluctuation data have been successfully obtained in neutral beam-heated plasmas on EAST. The localized measurement will be used for kinetic turbulence transport numerical simulation validation.
局所的（中間、高）ポロイダル波数電子密度揺動を測定するために、接線方向ミリ波集団散乱システムが設計され、実験先進超伝導トカマク（EAST）において開発に成功した。この革新的なシステムは、270 GHzミリ波プローブビームを用いており、Kポートの赤道面から射出され、二つの真空容器内ミラーの組み合わせを通過した後、Pポートに向けられる。ここで、これらの二つのポートはEAST装置の赤道面上に位置し、110°離れている。下方散乱信号は二つの真空容器内ミラーを通過し、P窓を通って出る。受信された多チャンネル分離散乱信号はポロイダル方向に配置される。この光学配置により、監視される乱流波数はポロイダル支配的で最大40 cm−1となる。接線方向マイクロ波散乱方式により、この診断装置は局所密度揺動を監視でき、典型的な径方向空間分解能は△R = 5 cm、波数分解能は△k = 0.4 cm−1である。散乱システムは2023年に包括的な実験室試験を受け、2024年に設置が完了した。このシステムは遠隔制御可能な発射・受信光学系を備え、ショットごとに散乱体積を規格化半径ρ–0からペデスタル領域まで位置決めできる。明確な非中心スペクトルピークを特徴とする有効な実験データが、EASTの中性粒子ビーム加熱プラズマで得られた。実験データ解釈にはビームトレーシング前方モデリングが用いられている。この先進的ミリ波散乱システムは、低磁場側のイオン温度勾配から電子温度勾配スケールまでの揺動測定能力を提供する。予備的な実験密度揺動データがEASTの中性粒子ビーム加熱プラズマで得られた。局所測定は運動論的乱流輸送数値シミュレーションの検証に使用される。