2016 Fiscal Year Annual Research Report
Dynamics study of self-generated oscillation for the radial electric field and the transport barrier in helical plasmas
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23561002
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
登田 慎一郎 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (60332186)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2017-03-31
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| Keywords | helical plasmas / transport model / turbulence |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核融合装置において、乱流輸送はプラズマ閉じ込めのために解決すべき重要な課題である。電子運動に断熱近似を用いたジャイロ運動論シミュレーションが LHD における高イオン温度モードについてされている。輸送シミュレーションのために、GKV-Xコードを使って、イオン熱拡散係数の簡約化モデルが提唱されている。低コストで、ヘリカルプラズマにおいて、ジャイロ運動論シミュレーションから得られた ITG モードの乱流拡散係数の簡約化モデルを、輸送コードにどのように適用するかを示している。運動論的電子を用いたジャイロ運動論シミュレーションは LHD 実験結果よりも大きなイオン熱フラックスを示す。ジャイロ運動論的シミュレーションによるイオン熱拡散係数の結果を実験結果と比較するには、運動論的電子の効果を取り入れるべきである。ポロイダル波数領域は、ITG モードが不安定化する領域にとる。広いプラズマパラメータ領域で、非線形 GKV-X シミュレーションを行うために、フーリエモードを少数とる。運動論的電子を用いたジャイロ運動論シミュレーションの結果として、ρ = 0.65 での全イオンフラックスの時間発展を調べる。非線形飽和を、イオンエネルギーフラックスで見ることができる。時間間隔50 < t < 100 でイオンエネルギーフラックスの値を得る。乱流ポテンシャル揺動の2乗と帯状流ポテンシャル揺動の2乗の時間発展を調べた。ここでも非線形飽和を見ることができる。 運動論的電子を用いた解析によるイオン熱拡散係数の値は、断熱電子を用いた解析の値と比べて2~3倍 大きい。規格化した電子とイオン温度勾配の大きさを 10 の径方向の点で、実験値から 0.8 倍から 1.2 倍に変化させる。イオン熱拡散係数のフィッティング関数を求めた。イオン熱拡散係数は簡約化モデルにより再現することができる。
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