A model for the motion of filaments in the scrape-off layer (SOL) of a tokamak is suggested. It is shown that the vacuum acceleration, g = 2(Tef + Tif)/(miR) (Te,if are filament temperatures, R is the major radius), is significantly reduced by the polarization currents in the SOL plasma. This reduction is amplified by the convergence of the magnetic field lines in the toroidal direction, especially near the X-point. For filaments with high density and temperature typical for ELMs the short-circuiting of the current through the divertor plates can be neglected since the required parallel current exceeds the ion saturation current at the plates. The predicted values of acceleration are in reasonable agreement with the filament accelerations observed on MAST and ASDEX Upgrade. In contrast, the polarization of the filaments in L-mode can be short-circuited through the divertor plates since the required parallel current is an order of magnitude smaller due to the smaller filament pressure. Hence, for L-mode filaments a constant velocity is predicted in accordance with earlier models.
トカマクのスクレイプオフ層(SOL)におけるフィラメントの運動のモデルが提案されている。真空加速度 g = 2(Tef + Tif)/(miR)(Tef、Tif はフィラメントの温度、R は主半径)が、SOL プラズマ中の分極電流によって有意に減少することが示されている。この減少は、トロイダル方向の磁力線の収束、特に X 点付近で増幅される。ELM に典型的な高密度・高温のフィラメントの場合、ダイバータ板を通じた電流の短絡は無視できる。なぜなら、必要な平行電流が板におけるイオン飽和電流を超えるからである。予測された加速度の値は、MAST および ASDEX Upgrade で観測されたフィラメント加速度と合理的に一致する。対照的に、L モードのフィラメントでは、必要な平行電流がフィラメント圧力が小さいために約一桁小さく、ダイバータ板を通じて短絡され得る。したがって、L モードのフィラメントでは、以前のモデルと一致して、一定速度が予測される。