Strongly localized concentrations or depressions of plasma density and magnetic field strength ('blobs') are ubiquitous in the edge region of tokamak fusion experiments. The existing fusion plasma literature in this area focuses primarily on blobs sufficiently large that a fluid description is appropriate. However, the blob population may include some—not necessarily easily detectable—whose characteristic lengthscales are on the order of the ion gyro-scales. This implies that a description at the fluid level is unlikely to capture the full dynamics. Here, therefore, we report hybrid (particle ions, fluid electrons) simulations of ion gyro-scale blobs, which enable us to examine the effects of finite Larmor radius on their dynamics and evolution. We find that ion gyro-scale blobs are advected with the background flow, and develop a twin-celled vortex structure. Asymmetry then arises from finite ion Larmor radius kinetics, manifesting in the size of the internal vortices, the shape of tails forming from blob ejecta, and the growth of a Kelvin–Helmholtz instability.
トカマク核融合実験の周辺領域では、プラズマ密度と磁場強度の局所的な集中または減少（「ブロブ」）が普遍的に存在する。この分野における既存の核融合プラズマに関する文献は、主に流体記述が適切であるような十分に大きなブロブに焦点を当てている。しかしながら、ブロブ集団には、特性長スケールがイオンジャイロスケールのオーダーであるもの（必ずしも容易に検出できるとは限らない）が含まれる可能性がある。これは、流体レベルの記述では完全なダイナミクスを捉えることができない可能性が高いことを示唆している。そこで本論文では、イオンジャイロスケールのブロブのハイブリッド（イオンを粒子として、電子を流体として扱う）シミュレーションを報告する。これにより、有限ラーモア半径効果がそれらのダイナミクスに及ぼす影響を調べることが可能となる。我々は、イオンジャイロスケールのブロブが背景流とともに移流され、二重渦構造を発達させることを見出した。その後、有限イオンラーモア半径の運動論的効果によって非対称性が生じ、これは内部渦のサイズ、ブロブ放出から形成されるテールの形状、およびケルビン・ヘルムホルツ不安定性の成長に現れる。