The evolution of the electron distribution function, when an electric field that is not too small in comparison with the critical electron runaway field is applied along the confining magnetic field of a high temperature plasma, is analysed. In the regimes considered, a finite fraction of the electron population has magnetically trapped orbits, and is not appreciably affected by the applied electric field, while the distribution of circulating electrons tends to "slide away" as a whole. Then the Spitzer-Härm model for the current-carrying electron distribution is inadequate, and the role that collective modes, in particular current-driven microinstabilities, and collisions can play in producing a stationary electron distribution is analysed. Modes at the ion plasma frequency, ωpi, that are driven by the positive slope of the current-carrying electron distribution, can be excited, when the average electron drift velocity is a finite fraction of the electron thermal velocity, and transfer transverse energy to the main body of the electron distribution. These features are consistent with the experimental observations performed on the Alcator device. Modes at the "reduced" electron plasma frequency (k||/k)ωpe can also be excited both in connection with the modes at ωpi and independently. Modes at the electron gyrofrequency Ωe associated with the loss-cone feature that the electron distribution tends to develop are considered, among others, as a factor for the strongly enhanced electron cyclotron emission experimentally observed in regimes where non-thermal electron distributions have been realized.
高温プラズマの閉じ込め磁場に沿って、臨界電子ランダウェイ電界と比較して無視できない大きさの電界が印加されたときの電子分布関数の進化を解析する。検討する領域では、電子集団の有限な割合が磁気的に捕捉された軌道を持ち、印加電界による影響をほとんど受けない一方、循環電子の分布は全体として「滑り去る」傾向がある。その場合、電流を担う電子分布に対するSpitzer-Härmモデルは不十分であり、定常電子分布を生成する上で、集団モード、特に電流駆動微視的不安定性と衝突が果たし得る役割を解析する。電流を担う電子分布の正の勾配によって駆動されるイオンプラズマ周波数ωpiでのモードは、平均電子ドリフト速度が電子熱速度の有限な割合であるときに励起され得、電子分布の主要部に横方向エネルギーを伝達する。これらの特徴は、Alcator装置で行われた実験観測と一致する。「縮小」電子プラズマ周波数(k||/k)ωpeでのモードも、ωpiでのモードと関連して、また独立に励起され得る。電子分布が発達しがちな損失円錐の特徴に関連する電子ジャイロ周波数Ωeでのモードは、非熱的電子分布が実現される領域で実験的に観測される強く増強された電子サイクロトロン放射の要因として、他とともに考察される。