It is becoming clear that tokamak anomalous transport is dominated by radially extended non-local modes which originate from strong toroidal coupling of rational surfaces in non-uniform plasmas. To aid in understanding the internal transport barrier (ITB) formed in reversed magnetic shear experiments, in addition to the well known shear flow effect, the article points out an important non-local effect and/or finite size effect which comes from the complex behaviour of the mode over a finite radial region around the minimum q (safety factor) surface. The non-local mode, which is characterized by its radial extent and the degree of tilting in the poloidal direction (Δr, θ0), changes its structure depending on the sign of the magnetic shear, and as a result such modes are weakly excited across the qmin surface. This leads to a discontinuity or gap which disconnects the phase relation in the global wave structure across the qmin surface. Once such a discontinuity (or gap) is formed, transport suppression occurs and therefore a transport barrier can be expected near the qmin surface. The existence of this discontinuity is confirmed through use of a toroidal particle simulation. It is also shown that whether such a discontinuity is efficiently established depends on the presence of the radial electric field and the related plasma shear flow.
トカマク異常輸送が、非一様プラズマにおける有理面の強いトロイダル結合に起因する、径方向に拡張された非局所モードによって支配されていることが明らかになりつつある。反転磁気シア実験で形成される内部輸送障壁(ITB)の理解を助けるため、よく知られたシア流効果に加えて、本論文は、最小q(安全係数)面の周囲の有限径方向領域におけるモードの複雑な挙動に由来する重要な非局所効果および/または有限サイズ効果を指摘する。非局所モードは、その径方向の広がりとポロイダル方向の傾きの程度(Δr、θ0)によって特徴づけられるが、磁気シアの符号に依存してその構造を変化させ、その結果として、そのようなモードはqmin面を横切って弱く励起される。これは、qmin面を横切る全球構造における位相関係を切断する不連続性またはギャップをもたらす。そのような不連続性(またはギャップ)が一旦形成されると、輸送抑制が生じ、したがってqmin面近傍で輸送障壁が期待され得る。この不連続性の存在は、トロイダル粒子シミュレーションを用いることによって確認される。また、そのような不連続性が効率的に確立されるかどうかは、径方向電場および関連するプラズマシア流の存在に依存することも示される。