Drift-reduced plasma fluid models are commonly used in plasma physics for analytic studies and simulations, so the validity of such models must be verified for the regions of parameter space in which tokamak plasmas exist. By deriving and comparing the linear dispersion relations for the drift-wave instability for both a drift-reduced model and a full-velocity model, the importance of the physics lost with the drift-reduction is examined. This analysis is generalised for typical tokamak parameter spaces and is then applied directly to JET data. It is found that drift-reduced models are generally more applicable to the edge plasma (<10% error), while the core plasma shows more significant disagreement (>30% error) particularly at mid-radius. The effect of drift-wave mode number and wavelength also play a key role in determining the accuracy of drift-reduced models.
ドリフト低減プラズマ流体モデルは、プラズマ物理学において解析やシミュレーションのために一般的に使用されているため、トカマクプラズマが存在するパラメータ空間において、そのようなモデルの妥当性を検証する必要がある。ドリフト波不安定性に対する線形分散関係を、ドリフト低減モデルと全速度モデルの両方について導出し比較することにより、ドリフト低減によって失われる物理の重要性を検討した。この解析は、典型的なトカマクパラメータ空間に対して一般化され、その後、JETのデータに直接適用された。その結果、ドリフト低減モデルは一般に周辺プラズマ(誤差10%未満)においてより適用性が高く、一方、中心部プラズマでは特に中間半径において有意な不一致(誤差30%超)が見られることが判明した。また、ドリフト波のモード数と波長も、ドリフト低減モデルの精度を決定する上で重要な役割を果たすことが示された。