The paper presents a theoretical model of the H-mode in tokamaks which is based on the bifurcation of the radial electric field at the plasma edge. The electric field is determined by the balance of the non-ambipolar fluxes of ions and electrons at the edge. It is found that bifurcations of the radial electric field, the particle flux and the convective energy loss occur when the edge gradient reaches a critical value. This is attributed to L-H or H-L transition. The critical conditions are examined and the role of neutral particles as well as the effect of impurities are incorporated in the model. Combining the confinement scaling laws for both the core plasma and the scrape-off layer plasma, the threshold power for the transition is derived. The temporal evolution associated with the transition is studied.
本論文は、トカマクにおけるHモードの理論モデルを提示するものであり、これはプラズマ端部における径方向電場の分岐に基づいている。電場は、端部におけるイオンと電子の非両極性フラックスの釣り合いによって決定される。端部の勾配が臨界値に達すると、径方向電場、粒子フラックス、および対流エネルギー損失の分岐が生じることが見出された。これはL-H遷移またはH-L遷移に帰属される。臨界条件が検討され、中性粒子の役割ならびに不純物の影響がモデルに組み込まれている。コアプラズマとスクレイプオフ層プラズマの両方に対する閉じ込めスケーリング則を組み合わせることにより、遷移の閾値パワーが導出される。遷移に伴う時間的発展が研究される。