Collisionless damping of the geodesic acoustic mode due to electron dynamics in rotating tokamak plasmas is investigated. A dispersion relation of the geodesic acoustic mode with a non-adiabatic electron response in a rotating tokamak is derived and solved both analytically and numerically. It is found that the collisionless damping of the geodesic acoustic mode, due to electron dynamics, significantly increases with the increasing toroidal rotation, especially in the large safety factor regime. The rotation-induced frequency up-shift of the geodesic acoustic mode increases the resonant velocity, which enables a larger number of electrons to resonate with the geodesic acoustic mode. The significant increase of the number of the resonant electrons significantly enhances the collisionless damping of the geodesic acoustic mode. The result indicates that in rotating tokamak plasmas a more complete picture of the geodesic acoustic mode should include the electron dynamics.
回転トカマクプラズマにおける電子ダイナミクスによる測地線音響モードの無衝突減衰を調査した。非断熱電子応答を伴う回転トカマクプラズマにおける測地線音響モードの分散関係を導出し、解析的および数値的に解いた。電子ダイナミクスによる測地線音響モードの無衝突減衰は、特に大きな安全係数領域において、トロイダル回転の増加とともに有意に増大することが見出された。回転による測地線音響モードの周波数アップシフトは共鳴速度を増加させ、これにより測地線音響モードと共鳴する電子の数が増加する。共鳴電子数の有意な増加は、測地線音響モードの無衝突減衰を顕著に増強する。この結果は、回転トカマクプラズマにおける測地線音響モードのより完全な理解には、電子ダイナミクスを含めるべきであることを示している。