On the spatial structure of solitary radial electric field at the plasma edge in toroidal confinement devices

トロイダル閉じ込め装置におけるプラズマ周辺部の孤立径電場の空間構造

伊藤 公孝*; 伊藤 早苗*; 神谷 健作; 糟谷 直宏*

Ito, Kimitaka*; Ito, Sanae*; Kamiya, Kensaku; Kasuya, Naohiro*

分岐理論モデルに基づく孤立径電場構造に関して、トカマク及びヘリカル系プラズマの両者のプラズマ及び幾何学パラメータ依存性を理論的に調べた。その結果、理論的に予想される径電場のオーダーはトカマクのHモードプラズマにおける実験値と良い一致が得られた。一方ヘリカルでは、リップル損失輸送によって径電場のピーク値は低減する一方、その幅は大きく影響を受けないことが分かった。本論文では、Hモードペデスタル部の到達可能な圧力勾配限界値についても論じている。

The solitary radial electric field in the edge of toroidal plasma is studied based on the electric field bifurcation model. Results are applied to tokamak and helical plasmas, and the dependence of the electric field structure on the plasma parameters and geometrical factors is analyzed. The order of magnitude estimate for tokamak plasma is not far from experimental observations. It is shown that, in helical plasmas, the height of electric field structure is reduced substantially owing to the ripple particle transport, while the width is influenced less. The implications of the results for the limit of achievable gradient in the H-mode pedestal are also discussed.