波動による磁気ヘリシティ入射の解析

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01580011
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 福山 淳 岡山大学, 工学部, 助教授 (60116499)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東辻 浩夫 岡山大学, 工学部, 教授 (40011671) ; 古谷 洋一郎 岡山大学, 工学部, 教授 (70108124)
• Keywords: プラズマ / 電流駆動 / 電磁波 / 磁気ヘリシティ / トカマク

Research Abstract

波一粒子共鳴相互作用にともなう磁気ヘリシティ入射の機構について理論的解析を行い、波からプラズマに吸収される磁気ヘリシティの表式を求めた。そして電磁波のもつ磁気ヘリシティとプラズマがもつ静的な磁気ヘリシティの関係を詳細に検討した結果、波から吸収されたヘリシティはすべてがプラズマ電流のつくるヘリシティに変換されるわけではないことが明らかになった。すなわち、定常的に入射される波の場合、プラズマ電流の維持に寄与するのは波からの運動量吸収に相当する部分であることが示された。
一方、具体的なトカマク配位におけるイオンサイクロトロン波の伝播を解くことによって、波による磁気ヘリシティ入射の定量的解析が行われた。その結果、磁気ヘリシティ束および吸収ヘリシティの空間分布が初めて求められ、駆動電流分布との比較ができるようになった。またイオンサイクロトロン共鳴における磁気ヘリシティ吸収にともなって、イオン電流が駆動されることが示された。
さらに電流駆動によって維持される電流の空間分布を調べるため、電流輸送機構の解析およびモデル化に着手した。まず電流駆動によって生成された高速電子の空間輸送を調べるため、速度空間2次元、実空間1次元のフッカ-プランク方程式を解く数値解析コ-ドを新たに作成し、電子サイクロトロン波による電流駆動時の電子速度分布の径方向分布およびその時間発展を求めた。そして駆動効率の磁界強度依存性が実験とかなりよく一致することが示された。

Research Products

• [Publications] A.Fukuyama: "Three-Dimensional Fokker-Planck Analysis of Electron Cyclotron Current Drive in a Tokamaka" Journal of Physical Society of Japan.
• [Publications] K.Hamamatsu: "Rf Heliclty Injection and Current Drive" Physics of Fluids.