Wave-induced particle transport during ion cyclotron heating in Tokamak plasmas is studied. Diffusion takes place both in real and velocity space. The real space diffusion occurs due to absorption of the waves' toroidal angular momentum. This process can lead to a pump-out of resonating ions in regions with large power densities giving rise to hollow density profiles, lower energy of the heated ions, flattening of the profile of power transfer to the background ion species and toroidal acceleration of the plasma. The transport in real and velocity space is studied by reducing the problem to a time-dependent 2-D diffusion problem, 1-D in velocity space and 1-D in real space. This is done by using various models for the distribution in pitch angle. The resulting 2-D diffusion problem is then solved numerically.
トカマクプラズマにおけるイオンサイクロトロン加熱中の波動誘起粒子輸送を研究する。拡散は実空間と速度空間の両方で生じる。実空間拡散は、波動のトロイダル角運動量の吸収によって生じる。この過程は、高いパワー密度を有する領域における共鳴イオンの排出(ポンプアウト)を引き起こし得るものであり、その結果、密度分布の平坦化、加熱イオンのエネルギー低下、背景イオン種へのパワー伝達分布の平坦化、およびプラズマのトロイダル回転加速をもたらす。実空間および速度空間における輸送は、問題を時間依存の2次元拡散問題、すなわち速度空間で1次元、実空間で1次元の問題に帰着させることによって研究する。これは、ピッチ角分布に関する様々なモデルを用いることによって行われる。得られた2次元拡散問題は、その後数値的に解かれる。