Parametric instabilities induced at the plasma edge by lower hybrid wave power externally coupled to tokamak plasmas have, via broadening of the antenna spectrum, strong influence on the power deposition and current drive in the core. For modeling the parametric instabilities at the tokamak plasma edge in lower hybrid current drive experiments, the effect of the collisions has been neglected so far. In the present work, a specific collisional parametric dispersion relation, useful to analyze these nonlinear phenomena near the lower hybrid antenna mouth, is derived for the first time, based on a kinetic model. Numerical solutions show that in such cold plasma regions the collisions prevent the onset of the parametric instabilities. This result is important for present lower hybrid current drive experiments, as well as in fusion reactor scenarios.
トカマクプラズマに外部結合された低ハイブリッド波パワーによってプラズマ端部で誘起されるパラメトリック不安定性は、アンテナスペクトルの広がりを介して、コアにおけるパワー堆積と電流駆動に強い影響を及ぼす。低ハイブリッド電流駆動実験におけるトカマクプラズマ端部でのパラメトリック不安定性をモデル化する際、これまで衝突の効果は無視されてきた。本研究では、運動論的モデルに基づいて、低ハイブリッドアンテナ口付近でのこれらの非線形現象を解析するのに有用な、特定の衝突性パラメトリック分散関係を初めて導出する。数値解は、このような低温プラズマ領域では衝突がパラメトリック不安定性の発生を防ぐことを示している。この結果は、現在の低ハイブリッド電流駆動実験だけでなく、核融合炉シナリオにおいても重要である。