A simulation study of physical processes involved in ion cyclotron resonance heating and associated radio frequency plugging of a mirror confined plasma was carried out utilizing 1–2/2 dimensional magnetostatic particle code. Three heating regimes are discerned: weak, moderate and strong, characterized primarily by the pump wave amplitude. The pump waves induced other modes to various degrees, particularly so in the moderate and strong heating regimes. The heating increases ion magnetic moments; this property is applied to radio frequency plugging of a mirror. Modest improvements in confinement were observed in some moderate heating regimes. At the same time, pump-induced wave excitation enhances the velocity space diffusion of the ions, which tends to negate the increased magnetic moments. Induced excitation of Alfvén-ion cyclotron waves becomes intense when the heating results in a strongly anisotropic ion distribution, giving rise to the onset of the Alfvén-ion cyclotron instability. When the anisotropy becomes significant, the instability becomes rich in hydrodynamic characters and this is found to be very detrimental to confinement. A hydrodynamic model of this instability is constructed and examined in detail by simulation.
ミラー閉じ込めプラズマのイオンサイクロトロン共鳴加熱とそれに関連する高周波プラギングに関わる物理過程のシミュレーション研究を、1-2/2次元静磁場粒子コードを用いて実施した。3つの加熱領域が識別される：弱、中、強であり、主にポンプ振幅によって特徴づけられる。ポンプ波は他のモードを様々な程度で誘起し、特に中程度および強い加熱領域において顕著である。加熱はイオンの磁気モーメントを増加させる；この特性はミラーの高周波プラギングに応用される。いくつかの中程度の加熱領域では、閉じ込めの適度な改善が観測された。同時に、ポンプ誘起の波動励起はイオンの速度空間拡散を増強し、これは増加した磁気モーメントを打ち消す傾向がある。加熱が強い異方性のイオン分布をもたらすとき、アルフヴェン・イオンサイクロトロン波の誘起励起は激しくなり、アルフヴェン・イオンサイクロトロン不安定性の発生を引き起こす。異方性が顕著になると、不安定性は流体的な性質を豊富に含むようになり、これは閉じ込めにとって非常に有害であることが見出された。この不安定性の流体力学モデルを構築し、シミュレーションによって詳細に調べた。