磁気流体力学および運動論に基づくヘリカル系プラズマ閉じ込めの研究

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1.ゾーナルフローの時間発展の線形ジャイロ運動論的シミュレーションを行った結果、LHDの内側シフト配位におけるゾーナルフローの減衰速度が標準配位の場合に比べて低下することが、理論予想通りに確認された。また、シミュレーションから得られた速度空間上のイオン分布関数の構造を調べた結果、リップル捕捉粒子の小半径方向ドリフト速度が大きな標準配位では、捕捉粒子速度空間領域に振動構造が見られ、これがゾーナルフロー減衰を促進するのに対し、捕捉粒子ドリフトが遅い内側シフト配位ではこのような振動構造が現れるのが遅れ、従ってゾーナルフロー減衰も遅くなることが検証された。線形ITGモードのジャイロ運動論的シミュレーションの結果、標準配位に比べ内側シフト配位では磁気丘成分の増加するが、安全係数の減少・磁気シアー強度の増加により、ITGモード成長率の増加は僅かであることが確認された。またこの線形ITGモード解析結果の精度の妥当性は、他の線形ジャイロ運動論的シミュレーションコードとのベンチマークテストにより検証された。以上の研究成果は、査読付き学術論文[S.Ferrando-Margalet,H.Sugama,and T.-H.Watanabe,Physisics of Plasmas 14,122505(2007)]として発表された。2.電磁波入射は、標準的なプラズマ加熱方法の一つである。複雑な3次元磁場構造を持つへリカル系装置におけるプラズマ加熱を効率的に行うため注目されている電磁波(正常波・異常波)と電子バーシュタイン波の間のモード変換を、CHSやヘリオトロンJ装置の磁場配位を用いた光線追跡シミュレーションを実行することにより解析した。