イオン温度勾配駆動捕捉電子モード乱流における臨界温度勾配と径電場形成

Formations of radial electric fields and critical temperature gradients in ion temperature gradient driven trapped electron mode turbulence

井戸村 泰宏   

Idomura, Yasuhiro

full-fジャイロ運動論コードによって断熱的電子モデルのイオン温度勾配駆動(ITG)乱流と運動論的電子モデルのイオン温度勾配駆動捕捉電子モード(ITG-TEM)乱流の減衰乱流シミュレーションを行った。どちらの計算でも線形臨界温度勾配を上回る非線形臨界温度勾配を確認し、これを維持する乱流安定化機構を調べた。この結果、ITG乱流における帯状流とは異なり、ITG-TEM乱流では波状の電子密度分布が形成され、力のバランス関係に従って、強いシア率をもった径電場が形成されることがわかった。

Decaying turbulence simulations of ion temperature gradient driven (ITG) turbulence with adiabatic electrons and ion temperature gradient driven trapped electron mode (ITG-TEM) turbulence with kinetic electrons are performed using a full-f gyrokinetic code. Nonlinear critical temperature gradients exceeding linear critical temperature gradients are observed in both simulations, and mechanisms to sustain them are investigated. It is found that unlike zonal flows in the ITG turbulence, the ITG-TEM turbulence produces corrugated electron density profiles, which form radial electric fields with strong shear following a force balance relation.