Ion temperature gradient (ITG) driven modes in the presence of impurity ions are studied in reversed-field pinch plasmas by solving the gyrokinetic integral eigenmode equation. Detailed numerical studies for single and multiple impurity ion species indicate that the ITG modes are enhanced by impurity effects and the stability threshold values become higher than that in pure hydrogen plasmas when density gradients of the impurity ions are opposite to that of electrons and main ions. In addition, a mode is driven unstable by impurity ions no matter how low the main ion temperature gradient is when the destabilizing effect of the impurity ions is strong enough. These results resemble the effects of impurities in tokamak plasmas. Analysis of the typical RFX-mod experiments is performed and the results show that the ITG and impurity driven modes may be linearly unstable in the edge region of the plasmas when the observed radial profiles of the impurity ions are considered.
不純物イオンが存在する場合のイオン温度勾配(ITG)駆動モードを、ジャイロ運動論的積分固有モード方程式を解くことによって、反転磁場ピンチプラズマにおいて研究した。単一および複数の不純物イオン種に関する詳細な数値研究は、不純物イオンの密度勾配が電子および主イオンの密度勾配と逆である場合、ITGモードは不純物効果によって強化され、安定性閾値が純水素プラズマにおける値よりも高くなることを示している。さらに、不純物イオンの不安定化効果が十分に強い場合、主イオン温度勾配がどれほど低くても、不純物イオンによってモードが不安定化される。これらの結果は、トカマクプラズマにおける不純物の効果に類似している。典型的なRFX-mod実験の解析を実施し、その結果は、観測された不純物イオンの動径分布を考慮すると、ITGおよび不純物駆動モードがプラズマの周辺領域において線形不安定であり得ることを示している。