Contrary to common wisdom, we argue that the Shafranov shift is destabilizing for the ambient ballooning-type instabilities, which account for most of the transport flux in tokamak core plasmas. Higher Shafranov shift indeed reduces the magnetic drift frequency , i.e. improves the bad curvature mildly, around the outboard midplane. However, this improvement is limited to a very narrow spatial region while is increased over the remaining poloidal space. The eigenfunction averaged is effectively enhanced due to the finite mode width of the eigenfunction and is thus destabilizing to the ballooning-type mode, as demonstrated by gyrokinetic simulations with the CGYRO code using local Miller equilibrium geometry. The predicted nonlinear flux also increases with Shafranov shift, consistent with linear simulations. The reduced transport model TGLF can capture the physics reasonably well.
通説に反して、我々はシャフラノフシフトが、トカマクコアプラズマの輸送フラックスの大部分を占める背景のバルーニング型不安定性に対して不安定化に働くと主張する。シャフラノフシフトが大きいと、外側中平面付近では確かに磁気ドリフト周波数が低下し、すなわち悪い曲率を穏やかに改善する。しかし、この改善は非常に狭い空間領域に限られ、残りのポロイダル空間では磁気ドリフト周波数は増加する。固有関数平均された磁気ドリフト周波数は、固有関数の有限モード幅により実質的に増大し、したがってバルーニング型モードに対して不安定化に働く。これは、局所ミラー平衡幾何学を用いたCGYROコードによるジャイロ運動論的シミュレーションによって実証された。予測された非線形フラックスもシャフラノフシフトとともに増加し、線形シミュレーションと一致する。簡約輸送モデルTGLFはこの物理を適切に捉えることができる。