The first two-dimensional particle in cell simulation of the reconnection region of two merging torus plasmas lead us to quantitative studies on the energy conversion mechanism under a high out-of-plane (guide) magnetic field condition. Even with the existence of the strong guide field, magnetic reconnection causes the efficient conversion of in-plane (poloidal) magnetic field energy. The ratio of the plasma kinetic energy flux of ions to that of electrons is roughly two to one, in agreement with the recent experimental results. Due to the suppression of nonlinear dynamics of ions motions in the vicinity of the reconnection region with guide field, the major energy flux of ions is changed to the flow energy flux. For electrons, a field-aligned acceleration caused by parallel electric field generates the non-thermal electrons through trapping (bouncing) effect, which is exhausted as the anisotropic energy flux of electrons. The inventory of the converted magnetic energy in the case with the guide field is quantitatively revealed.
最初の2次元粒子インセルシミュレーションによる、2つの合体トーラスプラズマの再結合領域の研究は、高い面外（ガイド）磁場条件下でのエネルギー変換メカニズムに関する定量的研究へと我々を導いた。強いガイド磁場の存在下でも、磁気再結合は面内（ポロイダル）磁場エネルギーの効率的な変換を引き起こす。イオンのプラズマ運動エネルギー流束と電子のそれとの比はおおよそ2対1であり、最近の実験結果と一致する。ガイド磁場を伴う再結合領域近傍におけるイオン運動の非線形ダイナミクスの抑制により、イオンの主要なエネルギー流束は流れエネルギー流束へと変化する。電子については、平行電場によって引き起こされる磁場に沿った加速が、捕捉（バウンス）効果を通じて非熱的電子を生成し、これが電子の異方性エネルギー流束として排出される。ガイド磁場を伴う場合の変換された磁気エネルギーの収支は定量的に明らかにされた。