異常輸送に基くディスラプティブ不安定性発生と緩和の機構

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04808002
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 伊東 公孝 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (50176327)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊東 早苗 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (70127611) ; 東井 和夫 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 教授 (20093057) ; 佐貫 平二 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助教授 (80109355)
• Keywords: ディスラプディブ不安定性 / トロイダル・プラズマ / 磁気乱雑化 / 異常輸送

Research Abstract

これまでの研究により、らせん変形を伴う磁気流体モードが(1)爆発的成長を示す[指数的成長や、時間に線型に比例して成長する場合に比べ、圧倒的に急速な成長を示す](2)爆発的成長の起きるために振幅に閾値がある、(3)爆発的成長に入った後の時間スケールはプラズマの抵抗率に依らない、という一般的結果を得ることが出来た。モードの非線型な発展方程式は、密度や、温度、磁場、プラズマのアスペクト比、等実験と比較できる表式に書くことが出来る。具体的な表式を議論するとともに、少数のパラメタ(有理面近くの磁気シア、単一モードの振幅、輸送係数など)を用いるモデル表式を導いた。それによってダイナミックスの解析的理解が得られるとともに、理論的抽象の妥当性を解析する事ができる。
これと平行して、高ベータ・プラズマにたいするモデルを検討し、高ベータ・ディスラプションの理論へと拡張した[ベータ値:プラズマ圧力と磁場圧力の比]。電子の粘性による不安定化がある一方で、電子熱伝導が増大すると、圧力勾配が急速に減少し、強い安定化が働くだろう。より複雑なダイナミクスが現れる。その結果、不安定性をもたらすエネルギーの強さと、散逸をもたらす輸送係数の大きさとの兼ね合いによって、静かなプラズマや変形の飽和する状態や、間歇的にバースト状態の緩和を示す場合に分けられることが示された。理論的チャレンジであると同時に、実験に於いて未だ高データ・ディスラプションの抽象が出来ていない研究状況を一歩進める事にも資するものである。

Research Products

• [Publications] 伊東,公孝(他): "Cross Field Ion Motion at Sawtooth Crash" J.Phys.Soc.Jpn.62. 399-402 (1993)
• [Publications] 伊東,公孝(他): "L-mode Cofineinent Model Based on Transpat-MHD Theory in Tokamaks" Plasma Phys.Centr.Fusion. 35. 543-549 (1993)
• [Publications] 伊東,公孝(他): "Beta-Limiting Phenomena in High-Aspect-Ratio Toroidal Helichl Plasma" Plasma Phys.Contr.Fusion22GD03:3523GE03:1993. 723-732
• [Publications] 伊東,公孝(他): "Theory of Pseudo-Classical Transportin Transihin to L-mode" Phys.Fluids B. 5. 3299-3303 (1993)
• [Publications] 伊東,公孝(他): "Effect of alpha-Particles on Radial Electric Field Structure in とrstaron / Heliotron" Plasma Phys.Contr.Fusion. 35. 1165-1173 (1993)
• [Publications] 伊東,公孝(他): "Plandtl Number of Toroidal Plasmas" J.Phys.Soc.Jpn.62. 4269-4276 (1993)