Full- gyrokinetic simulations of ohmic L-mode plasmas in linear and saturated ohmic confinement regimes

線形/飽和オーミック閉じ込め領域におけるジュール加熱Lモードプラズマのfull-ジャイロ運動論シミュレーション

井戸村 泰宏   ; Dif-Pradalier, G.*; Garbet, X.*; Sarazin, Y.*; Tore Supra Teams*

Idomura, Yasuhiro; Dif-Pradalier, G.*; Garbet, X.*; Sarazin, Y.*; Tore Supra Teams*

非線形大域的full-ジャイロ運動論シミュレーションを用いて、Tore Supra装置のジュール加熱Lモード放電における線形/飽和オーミック閉じ込め(LOC/SOC)領域の2時刻を解析した。トロイダルフィールド応力による早いイオン混合が炭素不純物の吐き出しを引き起こす。LOC/SOCフェーズで自発プラズマ回転が逆方向に発展し、これはLOCフェーズの捕捉電子モードとSOCフェーズのイオン温度勾配駆動モードにおけるモード非対称性の違いがもたらす分布シア応力の変化によって決まる。LOC/SOCフェーズにおいて電子と重水素イオンのエネルギー束がそれぞれ支配的になる。この2つのフェーズにおけるエネルギー閉じ込め時間の比率について実験値を再現した。

Two time slices in linear and saturated ohmic confinement (LOC and SOC) regimes in a Tore Supra ohmic L-mode discharge are analyzed using nonlinear global full- gyrokinetic simulations, and qualitative features of the LOC-SOC transition are reproduced. The exhaust of carbon impurity ions is caused by fast ion mixing, which is driven by the toroidal field stress. The intrinsic rotation develops in the opposite direction between the LOC and SOC phases, which is characterized by the different features of the mode asymmetry between trapped electron modes in the LOC phase and ion temperature gradient driven modes in the SOC phase, leading to the change of the profile shear stress. The energy fluxes of electrons and deuterium ions are dominant in the LOC and SOC phases, respectively, and the ratio of the energy confinement time between two phases agree with the experimental value.