マイクロ波による球状トカマクの形成

5GHz, ~200kWのマイクロ波を用いて、20kAのプラズマ電流を立ち上げて、マイクロ波により球状トカマク形成が可能であることを示しました。特に、高いN||（磁力線方向の屈折率）を持った電子バーンスタイン波により、自己誘導に抗してプラズマ電流を上昇させることが出来ることを示しました。
[M. Uchida et al. 2010 Phys. Rev. Lett. 104 065001]

 

遮断密度の10倍の電子密度領域での球状トカマク形成

マイクロ波で電子を加熱する際、電磁波モードの波は、プラズマ遮断密度（マイクロ波の振動数＝プラズマ振動数）を超える密度のプラズマを伝播できません。これに対し、静電波モードである電子バーンスタイン(EB)波は、伝播と吸収に密度上限を持たないため、プラズマ遮断密度を超えるプラズマの加熱が原理的に可能です。LATE装置では遮断密度の10倍の電子密度領域のプラズマの生成と維持がEB波単独で実現できることを示しました。

 

径方向摂動磁場印加によるバルクプラズマと高速電子の閉じ込め特性への影響

トーラスプラズマの閉じ込めに必要としない微弱な径方向摂動磁場(MP; magnetic perturbation)によるプラズマ応答について調べています。以下に示されるように、高いプラズマ電流を維持したプラズマ中にMPを重畳した時に、バルクプラズマの性能を示す電子密度や電子温度(分光計測による推定)の増大、高速電子の閉じ込め性能を示すプラズマ電流の増大が観測されました。これまでに、高速電子に対するMPの影響についての実験報告は少なく、現在、その物理過程を明らかにするための研究が進められています。