A simple analytical model for a high recycling edge plasma, which relies on the presence of a small parameter – the ratio of the particle flows crossing the magnetic field to those impinging on the target – is proposed. The concept of a one-dimensional steady state (OSS) is introduced as a zero approximation in the small parameter. The mean number density of the particles – ions plus neutrals – in the magnetic flux tube is chosen as the most representative and convenient parameter of the problem. The OSS is shown to be ambiguous in a certain range for sufficiently high values of the energy flow entering the scrape-off layer from the bulk plasma. This ambiguity is confirmed by 1-D calculations. An equation describing quasi-steady variations in OSS is derived, and a mechanism of exciting self-sustained oscillations is developed. These oscillations are related to peculiarities of the neutral gas transport in the edge plasma and to the ambiguity of the OSS. The results of a 2-D simulation of the edge plasma oscillations are found to be in a good agreement with this mechanism, which might be responsible for the edge localized oscillations observed in H-mode divertor experiments.
高リサイクリング周辺プラズマに対する単純な解析モデルが提案される。このモデルは、磁場を横切る粒子流とターゲットに入射する粒子流との比という小さなパラメータの存在に依存している。一次元定常状態(OSS)の概念が、その小パラメータにおけるゼロ次近似として導入される。磁束管内の粒子(イオンと中性粒子)の平均個数密度が、この問題の最も代表的かつ便利なパラメータとして選ばれる。OSSは、バルクプラズマからスクレイプオフ層に入るエネルギー流の値が十分高い場合、特定の範囲で多価になることが示される。この多価性は1次元計算によって確認される。OSSの準定常的な変動を記述する方程式が導出され、自励振動を励起する機構が構築される。これらの振動は、周辺プラズマにおける中性ガス輸送の特異性とOSSの多価性に関連している。周辺プラズマ振動の2次元シミュレーションの結果は、この機構と良く一致することが見出される。この機構は、Hモードダイバータ実験で観測される周辺局在振動の原因となり得る。