まえがき
第1章 プラズマとは 1
1.1 はじめに 1
1.2 電気的中性およびランダウ減衰 2
1.3 核融合炉心プラズマ 4
第2章 種々の磁場配位における荷電粒子の軌道 11
2.1 荷電粒子の軌道 11
2.2 スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャル 18
2.3 磁気ミラー 20
2.4 トーラス系 22
2.5 クーロン衝突，中性粒子入射 37
2.6 プラズマ現象の時間および空間スケール 43
第3章 電磁流体力学 45
3.1 二流体電磁流体力学運動方程式 45
3.2 一流体電磁流体力学運動方程式 47
3.3 簡単化された電磁流体力学運動方程式 49
3.4 磁気音波 51
第4章 平衡 55
4.1 圧力平衡 55
4.2 Grad-Shafranovの平衡方程式 56
4.3 Grad-Shafranovの平衡方程式の厳密解 58
4.4 トカマクの平衡 61
4.5 ベーター値の上限 67
4.6 Pfirsch-Schluter電流 68
4.7 Virial定理 71
第5章 プラズマの閉じ込め(理想的な場合) 75
5.1 衝突頻度の大きい場合の拡散 77
5.2 トカマクにおける衝突頻度の小さい場合の拡散 80
5.3 ブートストラップ電流 82
第6章 電磁流体力学的不安定性 85
6.1 交換不安定性 86
6.2 電磁流体力学的(MHD)不安定性の公式化 92
6.3 表面電流構成における円柱プラズマの不安定性 96
6.4 エネルギー原理 100
6.5 分布電流構成における円柱プラズマの不安定性 103
6.6 Hain-Lustの電磁流体運動方程式 111
6.7 バルーニング不安定性 113
6.8 密度勾配と温度勾配がある場合のeta_ iモード 117
第7章 抵抗不安定性 121
7.1 ティアリング不安定性 121
7.2 新古典ティアリング不安定性 127
7.3 抵抗性ドリフト不安定性 134
7.4 抵抗性壁モード 137
第8章 ボルツマン方程式 145
8.1 位相空間と分布関数 145
8.2 ボルツマン方程式およびブラゾフ方程式 146
8.3 フォッカー・プランクの衝突項 148
8.4 準線形理論による分布関数の変化 150
第9章 冷たいプラズマの波 153
9.1 冷たいプラズマの誘電テンサー 153
9.2 波の諸性質 157
9.3 2成分プラズマの波 159
9.4 種々の波 163
第10章 熱いプラズマの波 171
10.1 ランダウ減衰，サイクロトロン減衰 171
10.2 熱いプラズマにおける分散関係の公式化 177
10.3 線形化ブラゾフ方程式の解 179
10.4 熱いプラズマの誘電テンサー 180
10.5 二重マクスウェル分布プラズマの誘電テンサー 183
10.6 プラズマ分散関数 185
10.7 静電波の分散式 188
10.8 不均一プラズマにおける静電波の分散関係 189
10.9 速度空間不安定性 193
第11章 波動加熱および非誘導電流駆動 195
11.1 エネルギーの流れ 195
11.2 光線追跡 199
11.3 熱いプラズマの誘電率テンサーおよび波の吸収 200
11.4 イオン・サイクロトロン周波数領域の波動加熱(ICRF) 205
11.5 低域混成波加熱(LHH) 209
11.6 電子サイクロトロン加熱(ECH) 212
11.7 低域混成電流駆動(LHCD) 214
11.8 電子サイクロトロン電流駆動(ECCD) 218
11.9 中性粒子電流駆動(NBCD) 221
第12章 高エネルギー粒子による不安定性 225
12.1 フィシュボン不安定性 225
12.2 トロイダルアルフベン固有モード 233
12.3 種々のアルフベンモード 245
第13章 乱流によるプラズマ輸送 249
13.1 揺動損失，ボーム，ジャイロボーム拡散，対流損失 249
13.2 磁気揺動による損失 254
13.3 輸送の次元解析 255
13.4 ジャイロ運動論的粒子モデルと完全軌道粒子モデルによる
計算機シミュレイション 261
13.5 帯状流 269
第14章 核融合研究の発展 285
第15章 トカマク 295
15.1 トカマク装置 295
15.2 平衡プラズマ位置の安定性 300
15.3 MHD安定性および密度上限 304
15.4 縦長断面プラズマのMHD安定なベータ上限 307
15.5 不純物制御，スクレイプ オフ層，ダイバーター 309
15.6 Lモードの閉じ込め比例則 315
15.7 Hモードおよび閉じ込め改善モード 317
15.8 定常運転 325
15.9 トカマク実験炉のパラメーター 328
15.10 先進的トカマクへの試み 340
第16章 逆転磁場ピンチ(RFP) 343
16.1 RFP配位 343
16.2 テイラーの緩和理論 343
16.3 MHD緩和過程 346
16.4 RFPの閉じ込め 352
第17章 ステラレーター 357
17.1 ヘリカル磁場 357
17.2 ステラレーター装置 361
17.3 ステラレーター磁場における新古典拡散 363
17.4 ステラレータの閉じ込め 368
17.5 準対称ステラレーター 371
17.6 ステラレーター炉の概念設計 374
第18章 開放端系 375
18.1 ミラーおよびカスプの閉じ込め時間 375
18.2 ミラーの閉じ込め実験 377
18.3 ミラーにおける不安定性 377
18.4 タンデム・ミラー 380
第19章 慣性閉じ込め 391
19.1 ペレット利得 391
19.2 爆縮 395
19.3 電磁流体不安定性 398
19.4 高速点火 401
付録A MHD運動方程式の導入 405
付録B 軸対称トーラス系のエネルギー積分 409
B.1 解釈しやすい形のエネルギー積分 409
B.2 軸対称トーラス系のエネルギー積分 411
B.3 高nバルーニングモードのエネルギー積分 416
付録C 準対称ステラレーター 419
C.1 磁気座標系と自然座標系 419
C.2 ドリフト運動のBoozer方程式 422
参考文献 427
物理定数，プラズマパラメーター，数学公式 443
索引 447
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