The two-dimensional flow pattern of the ablation cloud surrounding a solid pellet embedded in a magnetized plasma is analysed. In the reference frame of the pellet, the magnetic field confines the ablation cloud in the transverse direction. Transverse force balance then determines the width of the parallel to flow channel. The ablation flow is assumed to have spatially uniform temperature and electrical conductivity σ, with magnitudes prescribed by their values at the sonic radius r*, near the pellet where the flow is essentially radial. It is found that the transverse half-width of the cloud — the stagnation radius rb — depends on two key dimensionless parameters: N* = σ*, r* B∞2 /ρ* ν* and p∞/p*, where B∞ is the magnetic field strength in the background plasma. For most representative cases, the cloud width is 10–20 pellet diameters. The implications of these results for pellet ablation studies and studies oriented towards the goal of using (impurity) pellets for fusion plasma diagnostic purposes are discussed.
磁化プラズマ中に埋め込まれた固体ペレットを取り囲むアブレーション雲の二次元流動パターンを解析する。ペレットの基準系において、磁場は横方向にアブレーション雲を閉じ込める。横方向の力の釣り合いにより、平行方向の流路の幅が決定される。アブレーション流は、空間的に一様な温度と電気伝導度σを持つと仮定され、その大きさは、ペレット近傍で流れが本質的に放射状となる音速半径r*における値によって規定される。雲の横方向の半幅、すなわち淀み半径rbは、N* = σ* r* B∞² / ρ* ν* および p∞/p* という二つの無次元パラメータに依存することが見出された。ここで、B∞は背景プラズマ中の磁場強度である。ほとんどの代表的なケースにおいて、雲の幅はペレット直径の10〜20倍である。これらの結果が、ペレットアブレーション研究、および核融合プラズマ診断目的で(不純物)ペレットを使用することを目指した研究に対して有する含意について考察する。