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Award of the 2004 Hannes Alfvén Prize of the European Physical Society to J W Connor, R J Hastie and J B Taylor

Dr Jo Lister2004年Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

The Hannes Alfvén Prize of the European Physical Society for Outstanding Contributions to Plasma Physics (2004) has been awarded to Jack Connor, Jim Hastie and Bryan Taylor `for their seminal contributions to a wide range of issues of fundamental importance to the success of magnetic confinement fusion, including: the development of gyro-kinetic theory; the prediction of the bootstrap current; dimensionless scaling laws; pressure-limiting instabilities, and micro-stability and transport theory'.Jack Connor, Jim Hastie and Bryan Taylor form one of the most successful teams of theoretical physicists in the history of magnetic confinement fusion. They have made important contributions individually, but their greatest discoveries have mostly been accomplished jointly, either in pairs or as a team involving all three. Their early work, in the 1960s, included the development of the gyro-kinetic theory for fine-scale plasma instabilities, which today forms the basis of the most advanced turbulence simulation codes in tokamak and stellarator research. The theoretical prediction of the bootstrap current, made in 1970–71 was not confirmed experimentally for over a decade but is now regarded as crucial to the success of the tokamak as a steady-state fusion power source. Their work on collisional transport also included the prediction of impurity ion accumulation, which is observed in internal transport barriers and is a key concern for long-pulse tokamak operation. The relativistic threshold for runaway electrons, identified in 1975, forms the basis of the most recent tokamak disruption mitigation schemes. In the late 1970s, the team developed the theory for ballooning instabilities, which provided an important ingredient in the `Troyon–Sykes' β-limit—an expression that is still used as a guide to the performance of tokamaks and in the design of ITER. Ballooning mode theory has also contributed to the understanding of instabilities in space plasmas such as magnetospheres and the solar corona. Finally, coming right up to date, the ballooning mode is thought to be a key ingredient in edge-localized modes (ELMs), which are a main issue for ITER, and ballooning stability is an important feature of modern stellarators. In the late 1970s and through the 1980s, the concept of dimensionless scaling laws was introduced and developed (following work by Kadomtsev), enabling scalings for transport coefficients to be derived without tackling all the details of the plasma turbulence. The same ideas are still used today to provide various constraints on confinement scaling laws, for example, on which the ITER design is largely based. The linear theory of toroidal drift waves was also developed by the team during this period, and into the 1990s. Key results on the role of shear damping in toroidal geometry, the identification of modes with extended radial correlation lengths, and the role of flow shear in reducing these correlation lengths (and hence transport) were deduced. All of these are key ideas that are often components in theoretical models for tokamak confinement and the generation of transport barriers. This laudation can only address a small number of the areas in which this formidable team of theoretical plasma physicists have made great contributions to our understanding of magnetically confined plasmas. It is appropriate and timely that their contributions are recognized as they approach the end of their careers.

日本語訳

欧州物理学会のプラズマ物理学における顕著な貢献に対するハンネス・アルヴェーン賞(2004年)は、ジャック・コナー、ジム・ハスティ、ブライアン・テイラーの三名に対し、「磁場閉じ込め核融合の成功に根本的に重要な広範な諸問題への顕著な貢献、すなわち、ジャイロ運動論の開発、ブートストラップ電流の予測、無次元スケーリング則、圧力限界不安定性、および微視的不安定性と輸送理論」に対して授与された。ジャック・コナー、ジム・ハスティ、ブライアン・テイラーは、磁場閉じ込め核融合の歴史において最も成功した理論物理学者チームの一つを形成している。彼らは個々にも重要な貢献を果たしたが、最も偉大な発見は、主に二人組または三人全員からなるチームとして共同で達成されたものである。1960年代の初期の研究には、微細スケールのプラズマ不安定性に対するジャイロ運動論の開発が含まれており、これは今日、トカマクおよびステラレーター研究における最先端の乱流シミュレーションコードの基礎を成している。1970年から1971年に行われたブートストラップ電流の理論的予測は、10年以上にわたり実験的に確認されなかったが、現在では定常状態の核融合動力源としてのトカマクの成功に決定的に重要であると見なされている。衝突輸送に関する彼らの研究には、不純物イオンの蓄積の予測も含まれており、これは内部輸送障壁において観測され、長時間パルス運転のトカマクにとって主要な懸念事項である。1975年に特定された runaway 電子の相対論的しきい値は、最も最近のトカマク崩壊緩和手法の基礎を成している。1970年代後半に、このチームはバルーニング不安定性の理論を発展させ、これは「トロイヨン–サイクス」のβ限界において重要な要素を提供した。この式は、現在でもトカマクの性能の指針として、またITERの設計において使用されている。バルーニングモード理論はまた、磁気圏や太陽コロナなどの宇宙プラズマにおける不安定性の理解にも貢献している。最後に、現在に至るまで、バルーニングモードは周辺局在モード(ELM)の主要な要素であると考えられており、これはITERにとって主要な課題であり、バルーニング安定性は現代のステラレーターの重要な特徴である。1970年代後半から1980年代を通じて、無次元スケーリング則の概念が(カドムツェフの研究に続いて)導入され発展し、プラズマ乱流の詳細をすべて扱うことなく輸送係数のスケーリングを導出することを可能にした。同じ考え方は、現在でも閉じ込めスケーリング則に様々な制約を与えるために使用されており、例えばITERの設計はこれに大きく基づいている。トロイダルドリフト波の線形理論も、この期間中にこのチームによって発展させられ、1990年代まで続いた。トロイダル幾何学におけるシア減衰の役割、径方向に拡張された相関長を持つモードの同定、およびこれらの相関長(したがって輸送)を低減するフローシアの役割に関する重要な結果が導出された。これらはすべて、トカマク閉じ込めと輸送障壁の生成に関する理論モデルにおいてしばしば構成要素となる重要な考え方である。この賛辞は、この傑出した理論プラズマ物理学者チームが磁場閉じ込めプラズマの理解に多大な貢献を果たした分野のうち、ごく一部しか取り上げることができない。彼らがキャリアの終盤に差し掛かるにあたり、その貢献が認められることは適切かつ時宜にかなったものである。

装置

iter低精度(概要文一致)

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Alfvén wave
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