Single-particle orbits in a low aspect ratio axisymmetric configuration have been studied to clarify their role in current initiation using electron cyclotron waves. In this study, electron guiding centre orbits are studied neglecting collisions and charge exchange. Current is generated mainly by the toroidal drift of mirror-trapped electrons. Analytic scaling laws for the current and the poloidal field generation are derived, and they are found to be functions of temperature, poloidal field strength, number of electrons and parameters defining the magnetic and geometrical configuration. The current increases with temperature and decreases with the poloidal field strength as long as the temperature is much smaller than the characteristic temperature, whose thermal velocity is defined by the product of poloidal cyclotron frequency and the major radius.
低アスペクト比軸対称配位における単一粒子軌道を、電子サイクロトロン波を用いた電流立ち上げにおける役割を明らかにするために研究した。本研究では、電子の案内中心軌道を、衝突および荷電交換を無視して解析した。電流は主に、ミラー閉じ込め電子のトロイダルドリフトによって生成される。電流およびポロイダル磁場生成に関する解析的スケーリング則を導出し、これらが温度、ポロイダル磁場強度、電子数、および磁気・幾何学的配位を定義するパラメータの関数であることを見出した。電流は温度とともに増加し、ポロイダル磁場強度とともに減少する。ただし、温度が特性温度よりも十分に小さい場合に限る。ここで特性温度の熱速度は、ポロイダルサイクロトロン周波数と大半径の積によって定義される。