Magnetic reconnection, a ubiquitous phenomenon in astrophysics, space science and magnetic confinement research, frequently proceeds much faster than predicted by simple resistive MHD theory. Acceleration can result from the break-up of the thin Sweet–Parker current sheet into plasmoids, or from two-fluid effects decoupling mass and magnetic flux transport over the ion inertial length or the drift scale depending on the absence or presence of a strong magnetic guide field. We describe new results on the modelling of sawtooth reconnection in a simple tokamak geometry (circular cylindrical equilibrium) pushed to realistic Lundquist numbers for present day tokamaks. For the resistive MHD case, the onset criteria and the influence of plasmoids on the reconnection process agree well with earlier results found in the case of vanishing magnetic guide fields. While plasmoids are also observed in two-fluid calculations, they do not dominate the reconnection process for the range of plasma parameters considered in this study. In the two-fluid case they form as a transient phenomenon only. The reconnection times become weakly dependent on the S-value and for the most complete model—including two-fluid effects and equilibrium temperature and density gradients—agree well with those experimentally found on ASDEX Upgrade
磁気リコネクションは、天体物理学、宇宙科学、および磁場閉じ込め研究において広く見られる現象であるが、単純な抵抗性MHD理論が予測するよりもはるかに速く進行することが多い。加速は、薄いスイート・パーカー電流層がプラズモイドへと分裂することによって、あるいは、強い磁場ガイドの有無に応じて、イオン慣性長 \( \lambda_i \) またはドリフトスケール \( \rho_s \) にわたって質量輸送と磁束輸送を分離する二流体効果によって生じ得る。我々は、現在のトカマクにおける現実的なランドクイスト数まで押し進めた、単純なトカマク幾何学（円筒状の平衡）におけるリコネクションのモデリングに関する新たな結果を報告する。抵抗性MHDの場合、開始条件とリコネクション過程に対するプラズモイドの影響は、磁場ガイドが消失する場合に以前見出された結果とよく一致する。プラズモイドは二流体計算でも観測されるが、本研究で考察するプラズマパラメータの範囲では、それらがリコネクション過程を支配することはない。二流体の場合、それらは過渡的な現象としてのみ形成される。リコネクション時間はS値に弱く依存するようになり、最も完全なモデル——二流体効果と平衡温度・密度勾配を含む——は、ASDEX Upgradeで実験的に得られた結果とよく一致する。