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Plasma rotation and momentum transport, and their relations to transport barriers

プラズマ回転と運動量輸送とそれらの輸送障壁との関係

坂本 宜照

Sakamoto, Yoshiteru

プラズマ回転は、輸送障壁形成による高閉じ込め性能達成や抵抗性壁モード安定化による高圧力化において重要な役割を担うことがよく知られている。しかし、現有の実験装置では中性粒子ビーム加熱によるトルク入力が大きいために速いトロイダル回転が形成されるが、ITERではビームエネルギーが高く相対的にトルク入力が小さいため、十分なプラズマ回転が得られないことが懸念されている。そのため、プラズマ回転や運動量輸送に関する研究は、近年最も注目されている話題の一つである。本発表では、世界中で行われているプラズマ回転や運動量輸送に関する研究成果のレビューを行い、現状の理解と今後の研究の方向性について議論を行う。

The studies of plasma rotation and momentum transport are the most-watched core- transport topics over the last few years. It is well known that plasma rotation can play an important role to achieve high confinement and high beta. The large rotational shear can produce an internal transport barrier (ITB) by suppression of turbulence, and the enough rotation speed can suppress resistive wall modes. Although fast toroidal rotation and its large shear can be obtained in present devises thanks to large toroidal momentum input from neutral beams, slow plasma rotation is foreseen in burning plasmas under the conditions of low momentum input and dominant alpha heating. Therefore it is important to accurately predict plasma rotation profile in ITER and DEMO reactor. In this paper, recent progresses in the studies of plasma rotation and momentum transport are reviewed especially in spontaneous or intrinsic toroidal rotation, momentum pinch, and their relations to transport barriers.

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