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Kinetic effects of magnetic turbulence in tokamaks

G. Giruzzi, I. Fidone, X. Garbet1992年被引用 23Nuclear FusionIF 3出版社

The electron kinetic theory of tokamak plasmas in the presence of magnetic turbulence is investigated. The evolution of the electron distribution function under the effect of turbulent magnetic fields, a DC electric field and Couloumb collisions is governed by a 3-D kinetic equation (2-D in velocity space and 1-D in ordinary space). The turbulence is described by a radial diffusion operator, coupled to slowing down in energy due to ambipolar fields. The resulting kinetic equation is solved numerically by means of a new fully 3-D Fokker-Planck code. It is shown that in a turbulent plasma the central equilibrium electron distribution function is nearly Maxwellian, but in the temperature gradient region an anisotropic superthermal tail develops owing to radial diffusion of hot electrons. This affects the local electrical conductivity and the global plasma resistance. An analytical expression of this turbulent electrical conductivity is derived

日本語訳

トカマクプラズマにおける磁気乱流の存在下での電子運動論的理論を調査する。乱流磁場、直流電場、およびクーロン衝突の影響下での電子分布関数の時間発展は、3次元運動論的方程式(速度空間で2次元、実空間で1次元)によって支配される。乱流は、反磁性電場によるエネルギー減速と結合した径方向拡散演算子によって記述される。結果として得られる運動論的方程式は、新しい完全3次元フォッカー・プランクコードを用いて数値的に解かれる。乱流プラズマにおいて、中心部の平衡電子分布関数はほぼマクスウェル分布であるが、温度勾配領域では、高温電子の径方向拡散により異方性のある超熱的テールが発達することが示される。これは局所電気伝導度と全体のプラズマ抵抗に影響を及ぼす。この乱流電気伝導度の解析的表現が導出される。

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