The Influence of trapped electron mode driven zonal flow on electron temperature gradient driven turbulence

捕捉電子モード駆動ゾーナルフローの電子温度勾配乱流への影響

朝比 祐一   ; 石澤 明宏*; 渡邉 智彦*; 洲鎌 英雄*; 筒井 広明*; 飯尾 俊二*

Asahi, Yuichi; Ishizawa, Akihiro*; Watanabe, Tomohiko*; Sugama, Hideo*; Tsutsui, Hiroaki*; Iio, Shunji*

電子温度勾配(ETG)モードと捕捉電子モード(TEM)が共存する系における乱流輸送の特性をジャイロ運動論的シミュレーションによって調べた。これにより、ETG乱流がTEM駆動のゾーナルフローによって抑制されることを明らかにした。さらに、乱流抑制のメカニズムを調べるためにエントロピー移送の観点から解析を行った。これにより、捕捉電子モードからゾーナルフローへのエントロピー移送を確認した。同様に、定常状態において低い径方向波数のETGモードから高い径方向は数のETGモードへのゾーナルフローを介したエントロピーの移送を確認した。前者は、捕捉電子モードによってゾーナルフローが駆動されていることを示し、後者はTEM駆動のゾーナルフローによってETG乱流が抑制されていることを示す。

Turbulent transport driven by electron temperature gradient (ETG) modes and trapped electron modes (TEMs) is investigated by means of gyrokinetic simulations. It is found that ETG turbulence can be suppressed by zonal flows driven by TEMs. Then, the mechanism of the regulation of ETG turbulence by zonal flows is investigated by nonlinear entropy transfer analysis. Firstly, it is confirmed that the entropy is transferred from TEMs to zonal flow. Secondly, it is found that the zonal flows in the steady state meditate the entropy transfer of the ETG modes from low to high radial wavenumber regions. In short, it is quantitatively shown that the zonal flows is driven by TEMs and the ETG turbulence is regulated by the TEM-driven zonal flows.