The Greenwald density limit, found in all tokamak experiments, is reproduced for the first time using a phenomenologically correct model with parameters in the range of experiments. A simple model of equilibrium evolution and local power balance inside the island has been implemented to calculate the radiation-driven thermo-resistive tearing mode growth and explain the density limit. Strong destabilization of the tearing mode due to an imbalance of local Ohmic heating and radiative cooling in the island predicts the density limit within a few percent. The density limit is found to be a local edge limit and weakly dependent on impurity densities. Results are robust to a substantial variation in model parameters within the range of experiments.
グリーンワルド密度限界は、すべてのトカマク実験で見出されているが、実験の範囲内のパラメータを持つ現象論的に正しいモデルを用いて初めて再現された。島内部の平衡発展と局所パワーバランスの単純なモデルを実装し、放射駆動型熱抵抗性テアリングモード成長を計算して密度限界を説明した。島内の局所オーミック加熱と放射冷却の不均衡によるテアリングモードの強い不安定化は、密度限界を数パーセント以内で予測する。密度限界は局所的なエッジ限界であり、不純物密度に弱く依存することが見出された。結果は、実験の範囲内でのモデルパラメータの大幅な変動に対して頑健である。