The behaviour of drift waves localized in a narrow layer in a plasma with a density gradient is discussed. In zero order the plasma is assumed to be in a steady state in which ionization is balanced by a plasma transport process independent of the drift waves, which leads to a flux of plasma through the drift wave layer. It is shown that this plasma flux interacts with the drift wave to increase the damping rate by an amount inversely proportional to the density gradient. Thus as the drift wave amplitude increases, the density gradient flattens until the growth rate is reduced to zero. The theory leads to specific predictions of the saturated amplitude and the drift wave transport: the amplitude rises until the plasma excursion is equal to Delta , the half-thickness of the drift wave layer, and the additional diffusivity is 1/2 gamma Delta 2 where gamma is the linear growth rate at zero amplitude. This theory is shown to agree well with experimental results from the SHEILA heliac, while for comparison a fully nonlinear theory is shown to predict amplitudes much larger than those observed.
密度勾配を持つプラズマ中の狭い層に局在するドリフト波の挙動について議論する。零次では、プラズマは、ドリフト波とは独立したプラズマ輸送過程によって電離が釣り合っている定常状態にあると仮定され、その結果、ドリフト波層を通るプラズマのフラックスが生じる。このプラズマフラックスがドリフト波と相互作用し、密度勾配に反比例する量だけ減衰を増加させることが示される。したがって、ドリフト波の振幅が増加すると、成長率がゼロに減少するまで密度勾配は平坦化する。この理論は、飽和振幅とドリフト波輸送に関する具体的な予測を与える。すなわち、プラズマの変位がドリフト波層の半厚であるΔに等しくなるまで振幅は増加し、追加の拡散係数は1/2 γ Δ^2である。ここでγはゼロ振幅での線形成長率である。この理論はSHEILAヘリアックからの実験結果とよく一致することが示される。一方、比較として、完全非線形理論は観測されたものよりもはるかに大きな振幅を予測することが示される。