Gyrokinetic simulations of long wavelength ion temperature gradient (ITG) turbulence in the scrape-off layer (SOL) of a field-reversed configuration (FRC) find that zonal flows are nonlinearly generated and are the dominant mechanism for the nonlinear saturation of the ITG instability. After the ITG saturation, zonal flows remain undamped and gradually suppress the turbulent transport to a very low level. In the simulations with collisions, collisional damping gradually reduces zonal flow amplitude to a lower level, which allows finite ITG turbulence intensity and ion heat transport in the SOL. The steady state turbulence intensity and ion heat transport are found to be proportional to the collision frequency. This favorable scaling suggests that minimizing collisions (e.g. increasing temperature, reducing impurity content, etc) and preserving toroidal symmetry could improve plasma confinement in the FRC.
磁場反転配位(FRC)のスクレイプオフ層(SOL)における長波長イオン温度勾配(ITG)乱流のジャイロ運動論的シミュレーションにより、帯状流が非線形的に生成され、ITG不安定性の非線形飽和の支配的メカニズムであることが見出された。ITG飽和後、帯状流は減衰せずに維持され、乱流輸送を非常に低いレベルまで徐々に抑制する。衝突を伴うシミュレーションでは、衝突減衰が帯状流の振幅を徐々に低いレベルまで減少させ、その結果、SOLにおける有限のITG乱流強度とイオン熱輸送が許容される。定常状態の乱流強度とイオン熱輸送は衝突周波数に比例することが見出された。この好ましいスケーリングは、衝突を最小化すること(例えば、温度の上昇、不純物含有量の低減など)およびトロイダル対称性を維持することが、FRCにおけるプラズマ閉じ込めを改善し得ることを示唆している。