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Modelling of ion kinetic effects for SOL flow formation

SOL流形成に関するイオン運動論効果のモデリング

滝塚 知典; 星野 一生; 清水 勝宏; 矢木 雅敏*

Takizuka, Tomonori; Hoshino, Kazuo; Shimizu, Katsuhiro; Yagi, Masatoshi*

トカマクのSOL流には逆流等の複雑構造が形成されるが、その物理機構はおもにイオンの有限軌道巾の効果であることを、最近われわれは粒子シミュレーションにより明らかにした。このシミュレーション結果に基づいて、イオン軌道により誘起されるプラズマ流を流体近似で記述するモデルを構築した。トカマクプラズマを中心領域/遷移層/SOL領域に3分割し、イオン流体の磁場非捕捉成分と捕捉成分の効果を分離して、軌道誘起流のモデル式を構成する。衝突効果とポロイダル方向分布も取入れる。軌道誘起流はプラズマ境界域で大きくなる。この軌道誘起流の項を加えたイオン流体の新方程式を提示する。

The plasma flow in the scrape-off layer (SOL) plays an important role for the control of heat and particle including impurity in magnetic fusion reactors. SOL flow patterns have recently been studied by the particle simulations, and the effects of finite-orbit-size of ions are found to be essential for the flow-pattern formation. Based on these simulation results, a new model of the edge plasma flow is developed by introducing the "ion-orbit-induced flow" to the fluid equations. A tokamak plasma is divided into three regions; core region, transition layer and SOL region. The "ion-orbit-induced flow" is modeled by separating untrapped part and trapped part, and by taking account the collision effect and poloidal distribution. The "ion-orbit-induced flow" becomes large at the edge region.

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パーセンタイル:23.56

分野:Physics, Fluids & Plasmas

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