局所および全球のジャイロキネティックシミュレーションから示唆される、弱い磁気せん断の利点を持つ乱流輸送のプラズマβ依存性

要旨 高いプラズマβは、高性能の核融合炉を実現するために望ましい。実際、JT-60SAプロジェクトの三つの目標の一つは、高β領域を達成することである。我々は、局所および全球のジャイロキネティックシミュレーションを用いて、Lモードプラズマにおける乱流輸送のβ依存性を規制する重要な物理過程を調査する。局所シミュレーションから、βが増加するにつれて乱流輸送が減少しないことを発見した。これは、電磁的安定化効果がシャフラノフシフトの増加によってキャンセルされるためである。弱い磁気せん断ではこのシャフラノフシフトの影響が抑制されるため、弱いせん断プラズマにおいて電磁的安定化が顕著であり、高β領域を達成するための弱い磁気せん断プラズマの利点を示唆している。高β領域では、局所ジャイロキネティックシミュレーションは乱流レベルの非飽和に悩まされる。対照的に、全球シミュレーションでは、電磁的乱流が放射方向のエントロピー輸送によって飽和し、磁気変動によるゾナルフローの侵食を回避する。この突破口により、ジャイロキネティックシミュレーションによって高いβ領域での乱流輸送を探求することが可能となる。