ECRH駆動型新古典「電子ルート」の物理的解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10780310
• Research Institution: National Institute for Fusion Science
• Principal Investigator: 村上 定義 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (40249967)
• Keywords: 電子サイクロトロン加熱 / 新古典輸送 / 電子ルート / 非軸対称プラズマ / モンテカルロシミュレーション

Research Abstract

W7-AS装置で観測された新しいタイプの新古典「電子ルート」の物理機構の解明のため、本年度は以下の研究を行った。
1. W7-ASプラズマにおける様々なパラメータ、加熱シナリオにおけるECRH駆動電子流束に対する依存性などを調べた。また、LHD装置における同様なECRH駆動型電子ルートの可能性について研究を行った。LHDにおいては、磁場配位を外寄せ配位にすることにより、捕捉粒子の径方向ドリフトが大きくなる。結果として、外寄せ配位において(P_<ECRH>=1MW,T_<e0>=2.5keV,n_<e0>=4x10^<18>m^<-3>,Z_<eff>=2)、ECRHにより駆動される高エネルギー電子の流束が背景プラズマの新古典拡散による流束と同程度となり、W7-ASで見られたECRH駆動型電子ルートによる閉じ込め改善が期待されることが分かった。
2. 高エネルギー電子の流束が、主にヘリカル捕捉粒子により引き起こされていると仮定し、高エネルギー電子の径方向のドリフト運動をモデル化し、理論的にECRH駆動型電子ルートの臨界パワーの密度依存性を予測した。結果として、臨界パワーが密度の1.7乗に比例することが得られた。このことは、さらに高密度においてECRH駆動型電子ルートを達成するには、非常に大きな加熱パワーが必要であることを示している。
3. これらの解析と同時に、背景プラズマにたいする新しい新古典拡散シミュレーションコードの開発を進めた。

Research Products

• [Publications] S.Murakami: "5D Phase Space Monte-Carlo Simulation of ECRH-driver Transport of Suprathermal Electrons in Stellarators" THEORY OF FUSION PLASMAS 1998. (投稿中).
• [Publications] S.Murakami: "5D Simulation Study of Suprathermal Electron Transport in Non-Axisymmetric Plasmas" Proc.17th IAEA Fusion Energy Conference. (投稿中).
• [Publications] V.S.Chan: "Self-Consistent Electric Field Effect on Electron Transport of ECH Plasmas" Research Report NIFS Series. NIFS-582.