In global tokamak edge simulations, plasma density and temperature are found to be poloidally asymmetric despite the (nearly) symmetric geometry and boundary conditions. In particular, in the closed flux region, the ion temperature tends to be higher at the bottom, that is, in the direction of the ion drift, due to the action of the binormal component of the ion heat flux. The plasma density exhibits similar asymmetric pattern but with opposite polarity; it is higher on top, meaning in the direction of the electron drift. The ion temperature up–down symmetry breaking was accounted for in neoclassical transport, and through the force-balance constraint these effects further cause the density to be up–down asymmetric. Analytic estimates of the asymmetry on plasma profiles are given, and its impact on flows and turbulence are also discussed.
グローバルトカマク周辺シミュレーションにおいて、プラズマ密度と温度は、(ほぼ)対称な幾何形状と境界条件にもかかわらず、ポロイダル方向に非対称であることが見出される。特に、閉磁気面領域では、イオン温度は、イオン熱流束のバイノーマル成分の作用により、底部、すなわちイオン∇Bドリフトの方向で高くなる傾向がある。プラズマ密度は同様の非対称パターンを示すが、極性は逆であり、上部、すなわち電子∇Bドリフトの方向で高くなる。イオン温度の上下対称性の破れは新古典輸送によって説明され、力の釣り合いの制約を通じて、これらの効果がさらに密度を上下非対称にする。プラズマ分布に対する非対称性の解析的評価が与えられ、フローと乱流へのその影響も議論される。