Nonlocal behaviour of zonal flows in tokamak plasmas

トカマクプラズマにおける帯状流の非局所的振舞い

宮戸 直亮; 岸本 泰明; Li, J.*

Miyato, Naoaki; Kishimoto, Yasuaki; Li, J.*

イオン温度勾配(ITG)駆動乱流などのドリフト波乱流と、乱流から非線形的に生成される帯状流がトカマクプラズマ中の異常輸送について、重要な役割を果たしていることはよく知られている。帯状流は乱流輸送を抑制し、輸送障壁形成のきっかけになりうる。トカマクプラズマで現れる帯状流には、低安全係数領域に現れる時間変動しない静的帯状流と、高安全係数領域に現れる振動帯状流の2種類ある。グローバルなITG乱流シミュレーションは、振動帯状流の周波数が、プラズマの小半径方向に連続的には変化せず、階段状に変化する、すなわち異なる半径において同一の周波数を持つことを示している。この非局所的な振舞いはが小さくなれば弱くなると考えられる。ここで、はイオンのラーモァ半径、はプラズマの小半径である。そこで、グローバルランダウ流体ITGシミュレーションにより、の大きさが帯状流の非局所的振舞いに及ぼす影響を調べた。

It is well known that drift wave turbulence such as ion temperature gradient (ITG) driven turbulence and zonal flows nonlinearly generated from it play an important role in anomalous transport in tokamak plasmas. The zonal flows can regulate turbulent transport and trigger formation of transport barriers. In toroidal plasmas there are two kinds of zonal flows. One is stationary zonal flow which is dominant in a low safety factor () region. The other is oscillatory ones appearing in a high region. Global ITG turbulence simulations have shown that the frequencies of the oscillatory zonal flows do not vary continuously with a radius, but the oscillatory zonal flows have the same frequency over a certain radial region. It is considered that the nonlocal behaviour becomes weak for small , where is an ion Larmor radius and is a minor radius of a torus. In this research effects of on the nonlocal behaviour of the zonal flows are investigated by global Landau fluid ITG simulations.