Gyro-kinetic particle simulation of m=1 internal kink mode in the presence of density gradient

松本 太郎; 徳田 伸二; 岸本 泰明; 滝塚 知典; 内藤 裕志*

プラズマ・核融合学会誌, 75(10), P. 1194, 1999/10

https://doi.org/10.1585/jspf.75.1188

プラズマにおける鋸歯状振動の内部崩壊現象の非線形的な振る舞いを解明するために、ジャイロ運動論的粒子モデルに密度勾配の効果を考慮し、円柱プラズマにおける運動論的m=1内部キンクモードのシミュレーションを行った。一様密度の場合の成長率よりも小さい反磁性周波数を与える密度勾配は、このモードの線形成長課程に及ぼす影響は小さく、プラズマは完全磁気再結合を伴って内部崩壊することが示された。しかし、再結合後に自己生成する径電場のために、非線形課程が大きく変化することが明らかになった、これは、一様密度の場合に得られたトロイダル電場の対照的な流れは、非一様密度の場合は密度勾配によって生じる径電場により対称性が破られることが原因と考えられる。この結果、電流の再集中が阻害され、二次的な磁力線再結合が抑制されることが明らかになった。本発表では、数値トカマク研究におけるこれらの成果を報告する。

Effects of pressure profile and plasma shaping on the n=1 internal kink mode in JT-60/JT-60U pellet fuelled plsmas

小関 隆久; 安積 正史

JAERI-M 90-170, 23 Pages, 1990/10

JAERI-M-90-170.pdf:0.8MB

中心ピークした圧力分布を持つプラズマのn=1内部キンクモードの安定性を数値的に解析した。本研究では、JT-60トカマクにおける水素ペレット入射実験で観測された、q=1面内で強くピークした圧力分布を用いて解析を行なった。また、ピークした圧力分布とプラズマ形状(すなわち、楕円度と三角度)の効果についても、JT-60Uトカマクのために検討した。圧力が強くピークしたプラズマは、パラボリックな圧力分布をもつプラズマより、q=1面内で定義されるポロイダルベータの限界値が高い。楕円度の増加によってこのポロイダルベータ限界値が下がるが、ピークした圧力分布を持つプラズマにおいては、三角度を付けることによって大きな改善が得られる。一方、n=1内部キンクの第2安定領域ヘアクセスするには、むしろ平坦な圧力分布で、q=1面が大きいプラズマの方が効果的である事が示された。

改訂版ERATO-JによるMHD安定性解析

徳田 伸二; 常松 俊秀; 安積 正史; 滝塚 知典; 奈良岡 賢逸*; 竹田 辰興

JAERI-M 9899, 56 Pages, 1982/01

JAERI-M-9899.pdf:1.34MB

線型理想MHD安定性解析コード、ERATO-J、の4点の改良を行なった。(i)高精度写像モジュールを開発。この写像法により固有値の収束性が改良された。(ii)中間および高トロイダルモード安定性解析に不可欠な準モード表示法の追加。(iii)真空磁場計算へのベクトル・ポテンシャル法の採用。(iv)大次元疎行列の圧縮。以上の改良により精度及び計算効率が飛躍的に向上した。この改良版ERATO-Jを用いて、n=1内部キンク・モードおよびバルーニング・モードの安定性を行った。N=1内部キンク・モードに対する第2安定領域が見つかった。バルーニング・モードの成長率へのトロイダルモード数およびシアの影響が明らかになった。