A series of test-particle calculations are presented which measure the ECRH velocity diffusion coefficients for two mirror devices – the simple mirror SM-1 and the tandem mirror TMX-U – for monochromatic electron-cyclotron waves. The diffusion coefficients are compared to those from quasi-linear theory. The role of wave-particle resonance overlap and collisional de-correlation for producing stochastic instead of superadiabatic particle motion is investigated. The use of two or more waves with different frequencies is found to increase the number of resonances and thus the chance of resonance overlap; a frequency separation of the axial bounce frequency is optimum for two waves. A spectrum of axial wavenumbers making up a standing wave does not increase the number of resonances and thus does not increase stochasticity. Pitch-angle collisions can also produce significant de-correlation between the wave and particle, owing to the large geometrical enhancement of the gyrophase diffusion in an inhomogeneous magnetic field. Results for fundamental (ω = ωc) heating in SM-1 show that using two frequencies instead of one increases heating at an energy of ~ 10 keV by a factor of about three. Calculations for the tandem mirror TMX-U for an energy of SO keV show that stochasticity is assured by either resonance overlap or collisional gyrophase diffusion.
一連のテスト粒子計算を提示する。これは、単純ミラーSM-1とタンデムミラーTMX-Uという2つのミラー装置について、単色電子サイクロトロン波に対するECRH速度拡散係数を測定するものである。拡散係数は準線形理論からのものと比較される。超断熱的粒子運動ではなくストカスティックな粒子運動を生み出すための、波-粒子共鳴重複と衝突によるデコリレーションの役割が調べられる。異なる周波数を持つ2つ以上の波を使用すると、共鳴の数が増加し、したがって共鳴重複の可能性が高まることが見いだされる。2つの波にとって、軸方向バウンス周波数の周波数分離が最適である。定在波を構成する軸方向波数のスペクトルは、共鳴の数を増やさず、したがってストカスティック性を増大させない。ピッチ角衝突もまた、非一様磁場におけるジャイロ位相拡散の大きな幾何学的増強により、波と粒子の間に有意なデコリレーションを生じ得る。SM-1における基本波(ω = ωc)加熱の結果は、1つの周波数の代わりに2つの周波数を使用すると、約10 keVのエネルギーでの加熱が約3倍増加することを示す。タンデムミラーTMX-UについてSO keVのエネルギーに対する計算は、ストカスティック性が共鳴重複または衝突によるジャイロ位相拡散のいずれかによって保証されることを示す。