A methodology is developed to study the use of the combination of ripple-induced ion conduction loss and radial motion for passive thermal stability control of an ignited tokamak plasma. Radial fluctuations are coupled to temperature fluctuations by MHD equilibrium requirements. A 0-dimensional model with parabolic profiles is employed. Illustrative calculations are made for tokamak plasmas where the electron energy confinement time is described by the empirical scaling law τe ∼ na2. The ripple-induced thermal conduction is modelled by the addition of an ion energy loss channel to a plasma described by neoclassical ion energy transport; this additional ion loss channel is represented by an energy confinement time scaling , where Ti is the ion temperature and is a variable parameter. The amount of additional ion power loss required for the achievement of thermal stability is determined. The corresponding increase in the value of nre required for ignition is computed. The combined effects of radial motion and a ripple-induced transport loss with , as might be the case for ripple trapping, can be used to obtain thermal stability for central ion temperatures higher than 20 keV with a very small (< 2%) additional power loss by ripple transport; this loss could be provided by peak-to-average ripple at the boundary of ∼1%.
トカマクプラズマの点火状態における熱安定性の受動的制御のためのリップル誘起イオン伝導損失と径方向運動の併用に関する研究方法論を開発する。径方向の変動は、MHD平衡条件によって温度変動と結合される。放物線プロファイルを有する0次元モデルを用いる。電子エネルギー閉じ込め時間が経験則τe ∼ na2で記述されるトカマクプラズマに対して例示的計算を行う。リップル誘起熱伝導は、新古典イオン輸送によって記述されるプラズマへのイオンエネルギー損失チャネルの追加としてモデル化され、この追加のイオン損失チャネルはエネルギー閉じ込め時間スケーリングによって表され、ここでTiはイオン温度、は可変パラメータである。熱安定性の達成に必要な追加のイオン電力損失量を決定する。点火に必要なnの値の対応する増加を計算する。径方向運動とリップル誘起輸送損失（リップル捕捉の場合に該当する可能性がある）の複合効果により、リップル輸送による追加電力損失が2%未満（< 2%）という極めて小さい値で、中心イオン温度が20 keVを超える熱安定性を得ることができる。この損失は、境界部のピーク対平均リップル比が約1%（∼1%）である場合に実現可能である。