| 研究概要 |
本研究は,プラズマ中の揺動によって生じる輸送現象を,経路積分法などの手法を用いて新しい視点から研究し,次のような結果を得た.
1.直接相互作用近似(DIA)を用いた揺動磁場中の粒子輸送の研究
揺動磁場中の運動論的方程式から出発し,この方程式の経路積分表示をつくり,DIAを用いると,アンサンブル平均した分布関数と応答関数とで閉じた方程式をつくることができる.これらの方程式から,揺動磁場による粒子の異常拡散係数は簡単な常微分方程式の解として得られることがわかり,揺動磁場の大きさ,相関長,衝突周波数,平均磁場のシヤーなどの関数として拡散係数を具体的に求めた.
2.プラズマ電流への揺動の影響
揺動が存在するときのドリフト運動論的方程式やFokker-Planck方程式に対して1で用いた手法を応用し,ブートストラップ電流密度やRF駆動電流密度に対する径方向の拡散方程式を導いた.また,揺動を特徴づけるパラメータの関数として,この拡散方程式の異常輸送係数を求めた.
ブートストラップ電流においては,磁気軸近傍で揺動の影響が重要になるが,ここで求めた拡散方程式を解くことにより磁気軸上でのブートストラップ電流に対する解析的な表現を得た.
3.直接相互作用近似(DIA)の拡張
経路積分法を用いたDIAによるclosure理論にサブアンサンブル平均の考え方を取り入れ,粒子軌道の影響を近似的に取り入れた新しいclosure理論を定式化した.ここで定式化した理論では,DIAで求めた常微分方程式を拡張した方程式と粒子軌道に対する方程式との連立方程式を解くことにより異常拡散係数が求められることを示した.
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