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Electron fishbones: theory and experimental evidence

F. Zonca, P. Buratti, A. Cardinali, L. Chen, J.-Q. Dong, Y.-X. Long, A.V. Milovanov, F. Romanelli, P. Smeulders, L. Wang2007年被引用 131Nuclear FusionIF 3出版社

We discuss the processes underlying the excitation of fishbone-like internal kink instabilities driven by supra-thermal electrons generated experimentally by different means: electron cyclotron resonance heating (ECRH) and by lower hybrid (LH) power injection. The peculiarity and interest of exciting these electron fishbones by ECRH only or by LH only is also analysed. Not only is the mode stability explained, but also the transition between steady state nonlinear oscillations to bursting (almost regular) pulsations, as observed in FTU, is interpreted in terms of the LH power input. These results are directly relevant to the investigation of trapped alpha particle interactions with low-frequency MHD modes in burning plasmas: in fact, alpha particles in reactor relevant conditions are characterized by small dimensionless orbits, similarly to electrons; the trapped particle bounce averaged dynamics, meanwhile, depends on energy and not mass.

日本語訳

我々は、異なる手段、すなわち電子サイクロトロン共鳴加熱(ECRH)および低域混成(LH)波パワー入射によって実験的に生成された超熱的電子によって駆動されるフィッシュボーン状内部キンク不安定性の励起の背後にあるプロセスについて議論する。ECRHのみまたはLHのみによるこれらの電子フィッシュボーンを励起することの特異性と興味についても分析する。モードの安定性が説明されるだけでなく、FTUで観測されるように、定常非線形振動からバースティング(ほぼ周期的な)パルス形成への遷移も、LHパワー入力の観点から解釈される。これらの結果は、燃焼プラズマにおける捕捉アルファ粒子と低周波MHDモードとの相互作用の研究に直接関連している。実際、炉心関連条件下でのアルファ粒子は、電子と同様に、無次元の小軌道を特徴とし、一方、捕捉粒子のバウンス平均ダイナミクスは、質量ではなくエネルギーに依存する。

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