In recent years, it has been found that the application of local heat sources in a fusion plasma can influence the shape of the density profile. This shows that a coupling between heat and particle transport exists, which is taken into account in transport models by introducing off-diagonal transport coefficients. In existing studies, the focus of analysis is mostly on the density profile that occurs after a sufficiently long settling time after altering the heating power level. In this paper, the transient behaviour of temperature and density in response to steps in the applied heating power is analysed, which leads to the observation of hysteresis loops in the local density–temperature diagram. Based on numerical transport simulations, it is shown that the occurrence of hysteresis curves can be reproduced on the basis of today's physics understanding, where the shape of the curve provides additional information on the transport coefficients and their interdependences.
近年、核融合プラズマにおける局所熱源の適用が密度分布の形状に影響を及ぼし得ることが見出されている。これは、熱輸送と粒子輸送の間に結合が存在することを示しており、輸送モデルでは非対角輸送係数を導入することによって考慮されている。既存の研究では、その解析の焦点は主に、加熱出力レベルを変更した後、十分に長い整定時間を経て生じる密度分布に置かれている。本論文では、印加加熱出力のステップ変化に対する温度と密度の過渡的挙動を解析し、これにより局所的な密度-温度ダイアグラムにおけるヒステリシスループの観測に至っている。数値輸送シミュレーションに基づき、今日の物理的理解に基づいてヒステリシス曲線の発生が再現可能であることが示され、曲線の形状が輸送係数およびそれらの相互依存性に関する追加情報を提供することが実証されている。