The article is a theoretical study of ohmic resistance and the skin effect in a plasma confined by an axially symmetric magnetic field. Simultaneous solution of the drift kinetic equation and the quasi-steady-state Maxwell equations shows that, when the electron free-path lengths exceed the scale of the magnetic-field inhomogeneity, strong corrugation leads to a considerable rise in ohmic resistance and skin-layer thickness. An analytical expression is found for the electrical conductivity of the plasma and the thickness of the skin layer which takes account of both electron-ion and electron-electron collisions. The spatial distribution of current density has been studied over a wide frequency range. The results obtained here are of interest for experiments on containment and heating of plasma in traps with corrugated fields.
本論文は、軸対称磁場中に閉じ込められたプラズマにおけるオーム抵抗と表皮効果に関する理論的研究である。ドリフト運動論方程式と準定常マクスウェル方程式を連立して解くことにより、電子の平均自由行程が磁場の不均一性のスケールを超える場合、強い周期的凹凸によりオーム抵抗と表皮層の厚さが著しく増大することが示される。電子-イオン衝突と電子-電子衝突の両方を考慮したプラズマの電気伝導度と表皮層の厚さに対する解析的表現が導出される。電流密度の空間分布が広い周波数範囲にわたって調べられている。ここで得られた結果は、周期的凹凸を有する磁場中のトラップにおけるプラズマの閉じ込めと加熱の実験にとって興味深いものである。