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

ITERのプラズマ回転を決定すると考えられている運動量の乱流輸送は国際トカマク物理活動における重要課題の一つである。特に、運動量入力のない電子サイクロトロン波による電子加熱がもたらすプラズマ回転の変化は運動量の乱流輸送の変化を示す現象として近年注目されてきたが、その物理機構は未解明であった。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よりこの現象を再現することに成功した。トロイダル角運動量保存則の直接観測によって、電子加熱によって主要な乱流がイオン系乱流から電子系乱流に遷移し、運動量の乱流輸送が変化することを発見した。

Turbulent momentum transport, which is considered to dictate plasma rotation in ITER, is one of critical issues in the International Tokamak Physics Activity. In particular, in recent years, plasma rotation changes induced by electron cyclotron heating, which does not have momentum input, have attracted attention as a phenomenon, which indicates transition of turbulent momentum transport. However, its physical mechanism has been open. In this work, we successfully reproduced this phenomena in numerical experiments using a Gyrokinetic Toroidal 5D full-f Eulerian code GT5D. Based on a direct observation of the toroidal angular momentum conservation, it is found that turbulent momentum transport is changed by a transition of dominant turbulence from ion turbulence to electron turbulence induced by electron heating.