| 研究概要 |
本研究の目的は,新古典輸送と異常輸送に対する準線形理論とを統一的に記述する新古典準線形輸送理論を構築することであり,次のような研究を行った.
1.静電ポテンシャルの揺動が存在する円柱プラズマに対して,径方向の粒子束,熱束及び磁力線方向の電流と,熱力学的な力との間を結ぶ輸送行列を求めた.この研究では,これまで無視されてきた,アンサンブル平均された(ラーマー半径による展開の)1次の分布関数の揺動部分への影響を考慮した.このことにより,Wareピンチ項やオーム電流に対する揺動の影響が求められ,新古典準線形輸送理論のパイオニア的な論文でShaingが求めた輸送行列を再現できる.したがって,このShaingの論文の結果は新古典論効果より導かれたものではないことが分かった.また,Shaingの研究で重要な役割を演じた分布関数に対する仮定(Shaing's ansatz)は,ここで新たに考慮した効果と関係があることが分かり,Shaing's ansatzの物理的意味や適用範囲が明らかになった.また,ドリフト波乱流に対しては輸送行列のオンサーガー対称性は成り立たないことも分かった.
2.輸送行列に対するトロイダル効果を調べ次のような研究を行った.(1)揺動に起因する,平行電流,Wareピンチ,粘性テンソルの平行成分などではトロイダル効果が重要である.揺動の位相速度と熱速度の比が逆アスペクト比の平方根より小さくなると,電流やピンチ項は著しく低減し,逆に粘性テンソルの平行成分はこの極限で最大になる.また,圧力や温度勾配による径方向の粒子束や熱束に対するトロイダル効果についても評価した.(2)揺動によってつくられるトロイダル回転速度を求める公式を導いた.また,これをスラブITGモードに適用した.(3)Shaing's ansatzは一様磁場中でのみ成り立ち,トロイダルプラズマに対しては成り立たないことを示した.(4)非軸対称平衡磁場の場合や電磁的な揺動が存在する場合へ新古典準線形輸送理論を拡張し,輸送行列を求めた.
3.通常の新古典輸送理論の破綻する磁気軸近傍をも含めた,プラズマの全領域で成り立つ輸送係数の解析的な表現を求めた.
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