The radial electric field in the Wendelstein 7-X stellarator is computed by means of self-consistent, global, neoclassical simulations using the gyrokinetic particle-in-cell code EUTERPE. The simulation results are compared with local predictions obtained from a transport code using locally computed neoclassical transport coefficients. The analysis focuses on ion-electron-root transitions and investigates their dependence on collisionality, normalised ion gyroradius, and the electron-ion temperature ratio. Several of the results cannot be reproduced using conventional, local neoclassical transport theory. An approximate criterion for root transitions is derived, which results in an analytical scaling law that is useful for understanding how the position of the transition layer varies with plasma parameters.
ヴェンデルシュタイン7-Xステラレーターにおける径電場は、ジャイロ運動論的粒子インセルコードEUTERPEを用いた自己無撞着な大域的ネオクラシカルシミュレーションによって計算される。シミュレーション結果は、局所的に計算されたネオクラシカル輸送係数を用いた輸送コードから得られる局所予測と比較される。解析はイオン-電子ルート遷移に焦点を当て、その衝突頻度、規格化イオンジャイロ半径、電子-イオン温度比への依存性を調べる。結果のいくつかは、従来の局所ネオクラシカル輸送理論では再現できない。ルート遷移の近似基準が導出され、その結果、遷移層の位置がプラズマパラメータとともにどのように変化するかを理解するのに有用な解析的スケーリング則が得られる。