Full-f gyrokinetic simulations on rotation changes induced by electron heating modulation

変調電子加熱による回転変化のFull-fジャイロ運動論シミュレーション

井戸村 泰宏   

Idomura, Yasuhiro

プラズマ回転の反転あるいは変化は近年の運動量輸送トカマク実験における重要課題の一つである。本研究ではジャイロ運動論的トロイダル5次元full-fオイラーコードGT5Dを用いた数値実験に基づきこの問題を調べた。GT5Dではトロイダル角運動量保存則の直接観測によって詳細な運動量輸送機構およびそれによって形成されるプラズマ回転を解析できる。多くのトカマク装置において、運動量入力のない電子サイクロトロン共鳴加熱の印加によって回転変化が共通して観測されている。この電子加熱による回転変化を数値実験ではじめて再現し、イオン乱流と電子乱流の間で運動量の乱流輸送が変化することが重要な役割を果たすことを発見した。

Reversal or change of plasma rotation is one of outstanding issues in recent momentum transport tokamak experiments. We address this issue based on numerical experiments using a Gyrokinetic Toroidal 5D full-f Eulerian code GT5D, in which detailed mechanisms of momentum transport and the resulting plasma rotation can be analysed from direct observation of the toroidal angular momentum conservation. In many tokamaks, rotation changes are commonly observed by applying electron cyclotron resonance heating without momentum input. The rotation changes induced by electron heating is reproduced for the first time by the numerical experiment, and it is found that a change of turbulent momentum transport between ion turbulence to electron turbulence plays a critical role.