Effect of source and sink on heat transport in the SOL

SOL中の熱輸送に対するソースとシンクの効果

Froese, A.*; 滝塚 知典; 矢木 雅敏

Froese, A.*; Takizuka, Tomonori; Yagi, Masatoshi

1次元粒子コードPARASOLを用いた完全な運動論シミュレーションにより、SOL中の磁力線平行の電子熱輸送をソースとシンクの影響を考慮して調べた。熱流束の流体近似は、衝突が多いときSpitzer-Harm形式で表され、衝突が少ないときは制限された自由熱流束形式で表される。一般的に制限値は0.1程度の定数と考えられているが、ここではその制限値に対するプラズマパラメータ(衝突度やソースとシンクの様相等)の影響を調べた。制限値は衝突度減少に従って0.01から10まで変化しうる。高エネルギーテールがこの大きな変動に寄与している。Langevin型熱源の場合は電子エネルギー分布はMaxwell分布に保たれるので、制限値は0.05から0.3までの変化に収まる。また制限値が大きくなるには放射損失が重要であることもわかった。

Electron heat transport parallel to magnetic field in the SOL is studied via fully kinetic simulations using the one-dimensional particle code PARASOL. The heat flux in fluid model is usually approximated with the Spitzer-Harm value in the collisional case, and the free-streaming value adjusted by a limiting factor in the collisionless case. While typically taken to be a constant 0.1, we survey the dependence of the limiting factor with respect to plasma parameters (collisionality, type of source and sink etc). It is found that the limiting factor is strongly affected by the collisionality, covering magnitude from 0.01 to 10. A high-energy tail plays an important role for this large variation. Langevin heating source maintains a Maxwellian electron energy distribution, and the limiting factor remains between 0.05 and 0.3. It is also found that the radiation loss is essential to increase the limiting factor.