| 研究概要 |
本研究の主な目的は,ρ_p/L<<1,ρ_p/r<<1(ポロイダルラーマー半径ρ_ρ,勾配のスケール長L,磁気軸から磁気面までの距離r)の条件の成り立たない領域へ新古典輸送理論を拡張することにあり,以下のような研究を行った.
1.無衝突領域にあるトカマクプラズマにおいては,ρ_ρ/r<<1の仮定が破れる磁気軸近傍では有限バナナ幅効果が重要になる.この有限バナナ幅効果を取り入れ,磁気軸上の新古典輸送を簡単に記述する理論を提唱した.また,この理論より求まる磁気軸上の輸送係数と,r>>ρ_pの領域で成り立つ従来の新古典輸送係数とを簡単に補間する方法を提唱し,これを用いて磁気軸を含めたプラズマの全領域で使える輸送係数の表式を求めた.核反応で生成されるアルファー粒子に対しても同様の方法を用いてブートストラップ電流の解析的な表式を求めた.有限バナナ幅効果を考慮すると,ブートストラップ電流のみでつくるトカマク平衡が可能になる.この平衡が存在するための条件やその性質についても調べた.
2.急峻な密度勾配や圧力勾配が存在するときのエネルギー輸送を調べ次のような研究を行った.(1)一様磁場の中での,磁場を横切るエネルギー束Qと密度,圧力との間の非局所的な輸送方程式を求めた.また,簡単な密度勾配,圧力勾配のもとで輸送方程式を具体的に解き,Qのρ/L(ρはラーマー半径)への依存性を調べた.(2)同様な方法で,プラトー領域での非局所的な輸送方程式を求めた.これら(1),(2)の結果は,任意の大きさのρ/Lやρ_p/Lの領域への従来の輸送理論の拡張になっている.
3.ブートストラップ電流などの磁力線方向の輸送に対する異常輸送の影響を調べるため,揺動を含む運動論的方程式から出発し,アンサンブル平均した分布関数を求めるための定式化を行った.
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