Theory of self-organized critical transport in tokamak plasmas

トカマクプラズマにおける自己形成臨界輸送の理論

岸本 泰明; 田島 俊樹*; W.Horton*; LeBrun, M. J.*; J.Y.Kim*

Kishimoto, Yasuaki; Tajima, Toshiki*; W.Horton*; LeBrun, M. J.*; J.Y.Kim*

トカマクプラズマにおけるイオン温度勾配(ITG)モード不安定性とそれに伴う異常熱輸送の理論及び粒子シミュレーション研究が報告されている。トカマクにおいて励起されるITGモードは、トロイダル結合の効果により径方向に広がった巨視的な構造を有する。このような巨視的なモード構造は、それに伴う乱流揺動と熱輸送に強い制約をプラズマに与え、その結果温度や密度等のプラズマ分布は臨界勾配近傍で強い自己形成現象を示すことが明らかになった。このような特徴的な熱輸送を説明する「臨界勾配モデル」が提案された。このモデルはトカマク輸送において観測される顕著な現象、(1)ボーム輸送特性、(2)分布の臨界勾配性、(3)半径方向に増大する熱拡散係数、(4)モード励起の間欠性やプラズマ分布の同一性等を統一的に説明することができる。また、熱輸送に対するプラズマ回転等の効果も議論されている。

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