トカマクにおける高速粒子の瞬間的な電荷不均衡が引き起こすプラズマ回転の研究

Study of plasma rotation induced by instantaneous charge imbalance of fast particles in tokamaks

本多 充

Honda, Mitsuru

本講演は、平成21年度第14回学術奨励賞の受賞講演である。プラズマ流,径電場と熱・粒子輸送を自己無撞着に解ける1次元多流体輸送コードTASK/TXを開発した。TASK/TXは従来型輸送コードと異なり陽に準中性条件を課す必要がないため、瞬間的な電荷不均衡によって起こる物理現象を矛盾なく扱える世界で唯一のコードである。この特性を活かし、中性粒子ビーム(NB)による高速粒子がさまざまな過程で引き起こす瞬間的な電荷不均衡による、回転駆動源の物理機構を解明した。JT-60UでNB入射時にプラズマ周辺部で自発的に生成されていた逆方向トルクが、フェライト鋼装着によるリップル低減で緩和された現象は、リップルによる高速イオンの非両極性損失が引き起こす径方向電流によって説明できることをシミュレーションで明らかにした。また、NBの準垂直入射によって多数生じる捕捉イオンの持つ運動量がプラズマに入る過程をシミュレーションによって再現し、その運動量トルクは電離生成磁気面に対する粒子軌道を考慮しなければ正確に評価できないことを明らかにした。

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