ITG-TEM乱流の電子変調加熱数値実験における粒子輸送と運動量輸送の解析

Analyses of particle and momentum transport in electron heating modulation numerical experiments of ITG-TEM turbulence

井戸村 泰宏   

Idomura, Yasuhiro

full-fジャイロ運動論コードGT5Dを用いてイオン温度勾配駆動捕捉電子モード(ITG-TEM)乱流の電子変調加熱数値実験を実施し、実験と同様の密度分布のピーキング、および、プラズマ回転の変化を再現することに成功した。トロイダル角運動量保存則に基づく解析の結果、電子加熱によって主要な乱流がITG乱流からTEM乱流に変化し、粒子輸送の向きが逆転する。これに伴って、径方向イオン電流によるトルクが逆転し、プラズマ回転を変化させることがわかった。

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.