モ-メンタム源のある時のト-ラス・プラズマの回転と輸送

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01580006
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 岡本 正雄 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部理論・データ解析研究系, 教授 (70115541)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 徳嘉 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部理論・データ解析研究系, 助手 (30172315) ; 佐藤 哲也 核融合科学研究所理論, シミュレーション研究センタ, 教授 (80025395)
• Keywords: ト-ラス・プラズマ / プラズマの回転 / プラズマの輸送 / 核融合 / 中性粒子入射加熱 / ブ-トストラップ電流 / ヘリカル系 / 電子ル-ト

Research Abstract

交付申請書に書かれた当該年度の研究実施計画は,(1)中性粒子入射によるヘリカル系プラズマ中の電流駆動,(2)高速イオン存在下でのヘリカル系プラズマの径電界決定,の2つの課題である。(1)に関しては,3次元の一般的磁場配位に対して新古典電流(ブ-トストラップ電流,ビ-ム駆動電流,電気伝導度)とプラズマの回転をFluxーFrictionの関係式から出発して定式化を行なった。この定式化の結果は任意のト-ラス磁場配位に対して成立し,軸対称(トカマク)の場合も含む。主な結果は,i)ビ-ム駆動電流と電気伝導度は軸対称系と非軸対称系とで同じ表示で双方における差は捕促粒子の分布を通して現われる。ii)ゴ-トストラップ電流とプラズマ回転,あるいはプラズマの流れは配位依存性が強く,軸対称系と非軸対称系ではそれらの振舞は全く異なる。iii)配位迄依存性は幾何形状因子〈G_<BS>〉を通して表わす事ができ,1/ν領域のみでなく,プラトウ,PーS領域でも同じように表現できる事が判った。iv)ブ-トストラップ電流の配位依存性は、1/νとプラトウ領域において平成元年度に明らかにしたが,本年度はプラズマの回転の配位依存性を全領域で明らかにした。その特徴は,ヘリカル系の形状因子を〈G_<BS>〉,トカマクのそれを〈B_<BS>〉_Tとする時,〈G_<BS>〉<<〈G_<BS>〉_Tとなるヘリカル配位では,プラズマ回転はポロイダル方向が主となる事である。またプラズマ回転は新古典的電流に影響しない事も明らかにした。以上の成果を基に,モ-メンタム源のある時,かつ粒子損失のある場合に対してプラズマ回転(即ち径電界)を決定する式を任意の配位の場合に導いた。この式と平成元年度に開発したICRF少数イオン加熱のモンテカルロコ-ド,及びプラズマ輸送コ-ドを用いて,ヘリカル系プラズマの径電界を,粒子損失も含めた上で求めた。これは本年度の課題(2)であり,現在の所,電子ル-ト実現はかなり困難であると思われるが今後の詳細な研究を必要とする。

Research Products

• [Publications] N.Nakajima and M.Okamoto: "Beam、Driven Current in the 1/ν Regime in a Helical System" Journal of The Physical Society of Japan. 59. 3595-3601 (1990)
• [Publications] 岡本 正雄,他: "ブ-トストラップ電流の検証" 核融合研究. 63. 143-160 (1990)
• [Publications] M.Okamoto and N.Nakajima: "Bootstrap Currents in Stellarators and Tokamaks" International School of Plasma Physics〈〈PIERO CARDIROLA〉〉. 6. 619-634 (1990)
• [Publications] N.Nakajuma and M.Okamoto: "Neoclassical Current and Plasma Rotation in Helical Systems"