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磁気閉じ込めプラズマ中の輸送現象を速度分布関数を用いて解析するために、軸対称トロイダルプラズマを対象として、速度空間2次元、実空間1次元の3次元フォッカー-プランク方程式による定式化と数値計算コードの開発を行った。
1.トカマクプラズマにおける位相分布関数の時間発展を記述する基礎方程式を導いた。クーロン衝突あるいは揺動電磁界による速度変化がひきおこす、粒子のドリフト中心の位置変化を解析的に求め、速度拡散項、空間拡散項およびそれらの混合項を導いた。さらに粒子の分布関数をドリフト運動の角変数を用いてフーリェ展開することによって、分布関数のポロイダル角依存性を考慮に入れた定式化を初めて行った。
2.3次元軌道平均フォッカープランクコードを開発し、波動による加熱および電流駆動の解析を行うとともに、生成された高速電子の空間拡散を考慮に入れて駆動電流分布および電流駆動効率の評価を行った。
3.速度分布関数の時間発展を記述する3次元フォッカー-プランクコードの数値解法に関して、従来の部分的陰解法(ADI法)に代わって完全陰解法を導入することにより、拡散係数の大きさや時間ステップに関する制限が大幅に緩和され、より安定に解くことができるようになった。
今後、この定式化にもとづく拡散係数を3次元フォッカープランクコードに組み込み、新古典輸送理論等との比較を行う予定である。
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