The stability of the trapped electron mode is studied in conditions characteristic of internal transport barriers, namely steep density and temperature gradients. An analytic model allows a unified treatment of all collisionality regimes, from the dissipative limit to the weakly collisional regime (when the velocity space boundary layer between passing and trapped populations of electrons plays a role). Furthermore, it reveals the key parametric dependences on wavelength, collisionality and ηe = d(lnTe)/d(lnne). The roles of shear damping and Landau-drift resonance are also discussed. The main outcome is that below a critical collisionality, defined by the parameter (where νthe is the thermal electron collision frequency, Ln the density scale length and vthi the ion thermal speed), there is strong stabilization of long wavelength modes, so the unstable spectrum may be restricted to shorter wavelengths as the collisionality falls and the density profile steepens. The predicted critical value of is experimentally relevant and this theory suggests a mechanism for barrier formation.
捕捉電子モードの安定性を、内部輸送障壁に特徴的な条件、すなわち急峻な密度勾配と温度勾配の下で研究する。解析モデルにより、すべての衝突度領域、すなわち散逸極限から弱衝突領域(電子の通過粒子集団と捕捉粒子集団の間の速度空間境界層が重要な役割を果たす領域)までを統一的に扱うことができる。さらに、このモデルは、波長、衝突度、およびηe = d(lnTe)/d(lnne)に対する主要なパラメトリック依存性を明らかにする。シアー減衰とランダウ減衰の役割についても議論する。主な結果として、臨界衝突度(ここでνtheは電子熱衝突周波数、Lnは密度勾配長、vthiはイオン熱速度)以下では、長波長モードが強く安定化され、衝突度の低下と密度勾配の急峻化に伴って、不安定スペクトルがより短波長側に制限される可能性があることが示される。予測される臨界値は実験的に妥当であり、この理論は障壁形成のメカニズムを示唆するものである。