Accurate simulations of the behavior of RF waves in hot, magnetized fusion plasmas have traditionally been computationally demanding due to the integro-differential character of the hot plasma wave equation. In this work a method is described that allows the integral in the hot-plasma wave equation to be rewritten as a set of differential operators by fitting a polynomial through the dielectric tensor components. This approach is applied to a one-dimensional simulation with typical profiles and plasma parameters for the JET fusion reactor. The accuracy and computational time are compared with an all-orders model and a truncated Finite Larmor Radius model. It is shown that the proposed method can be used to achieve accuracies previously only obtained with extremely heavy all-orders models like the two-dimensional AORSA code, but at significantly reduced computational costs. The MATLAB code that has been developed in this work is available under the GPLv3 licence.
高温磁化プラズマ中のRF波の挙動の正確なシミュレーションは、高温プラズマ波動方程式の積分微分特性により、従来は計算コストが高くついていた。本研究では、誘電テンソル成分に多項式をフィッティングすることにより、高温プラズマ波動方程式における積分項を一連の微分演算子として書き換える手法を記述する。この手法を、JET核融合実験装置の典型的なプロファイルとプラズマパラメータを用いた一次元シミュレーションに適用する。精度と計算時間を、全次数モデルおよび有限ラーモア半径打ち切りモデルと比較する。提案手法により、二次元AORSAコードのような極めて計算負荷の高い全次数モデルでしか達成できなかった精度を、計算コストを大幅に削減して達成できることを示す。本研究で開発したMATLABコードはGPLv3ライセンスの下で利用可能である。