Turbulence suppression in the neighbourhood of a minimum- surface due to zonal flow modification in reversed shear tokamaks

反転磁気シアトカマクにおける帯状流の性質変化による安全係数最小面近傍での乱流抑制

宮戸 直亮; 岸本 泰明; Li, J. Q.*

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

反転磁気シアトカマク中の帯状流の振る舞いと、それが乱流輸送に及ぼす影響を静電イオン温度勾配駆動乱流のグローバル流体シミュレーションによって調べた。安全係数が高いとき、Geodesic Acoustic Mode(GAM)と呼ばれる時間的に振動する帯状流が支配的で、安全係数が最小の領域でさえ、乱流輸送が大きいことがわかった。一方、安全係数がGAMが減衰するほど低いと安全係数が最小となる領域、とりわけ磁力線方向のイオン音波の周波数が最大となる半径の近傍で乱流輸送が減少する。この帯状流の振る舞いの違いが乱流輸送の違いを生み、反転磁気シアトカマクにおけるイオンの内部輸送障壁形成の引き金になる可能性がある。

Zonal flow behaviour and its effect on turbulent transport in tokamak plasmas with reversed magnetic shear are investigated by global fluid simulations of electrostatic ion temperature gradient (ITG) driven turbulence. It is found that for high (safety factor) turbulent transport is high even at a minimum region because oscillatory zonal flows called geodesic acoustic modes (GAMs) are dominant. The turbulent transport is reduced in the neighbourhood of a minimum surface when is low enough to damp the GAMs. The difference of zonal flow behaviour causes the difference of the turbulent transport and may trigger formation of ion internal transport barriers in the reversed shear tokamaks.