Chirping ion cyclotron emission (ICE) on NSTX-U

物理 回旋加速器 原子物理学 离子 人口 啁啾声 等离子体 核物理学 光学 激光器 人口学 量子力学 社会学
作者
E. D. Fredrickson,N. N. Gorelenkov,R. E. Bell,A. Diallo,B.P. LeBlanc,Jeff Lestz,M. Podestà,the NSTX Research Team
出处
期刊:Nuclear Fusion [IOP Publishing]
卷期号:61 (8): 086007-086007 被引量:12
标识
DOI:10.1088/1741-4326/ac0164
摘要

We report here on the discovery on NSTX-U of a qualitatively new type of non-thermal emission from plasmas in the ion-cyclotron frequency range (ICE). This new type of ICE is weakly damped, γdamp/ωICE ≈ 0.14%, low order eigenmodes, excited by a fast ion population radially located near an internal transport barrier. The ICE appears as repetitive bursts with durations of ≈1 ms, and the bursts exhibit frequency chirps upwards and/or downwards with maximum δf/f ≈ 1%. We refer to this chirping ICE as ch-ICE. The bursts are longer than the typical ICE bursts of ≈100 μs reported previously for NSTX and NSTX-U, for simplicity, NSTX(-U). The chirping resembles that seen in modeling of weakly unstable fast particle driven instabilities (cf, Berk et al 1997 Phys. Lett. A 234 213). These data also provide some preliminary indications of non-linear coupling between the ch-ICE harmonics. Despite extensive experimental and theoretical studies of ICE, theoretical understanding of ICE remains qualitative at best. The detailed experimental observations of ICE from NSTX(-U) find a wide variation in the ICE characteristics. The new observations of ch-ICE presented here, combined with the characteristics of ICE on NSTX(-U) previously reported (Fredrickson et al 2019 Phys. Plasmas 26 032111), could guide the development of more complete theoretical models of ICE.
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