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先进托卡马克:强反演中心磁剪切剖面

等离子体物理 2024-05-17 v1

摘要

这篇综述文章将定性概述托卡马克稳态运行中的强反剪切剖面。对于商业上可行的稳态反应堆,需要大的自举电流份额。目前,先进托卡马克(AT)模式,即空心电流剖面(强反剪切),显示出巨大潜力。这种模式的特点是高的极向比压、宽的电流剖面、强的内部和边缘压力梯度,以及对新经典撕裂模(NTM)和气球模具有相对较好的磁流体动力学(MHD)稳定性。在反剪切剖面中,n=1和n=2扭曲模、电阻壁模和双撕裂模值得关注,需要避免和/或抑制这些模式。尽管反剪切中净等离子体电流相对较低,但由于大量自举电流自然形成内部输运垒(ITB),以及无ELM的H模(QH模)可能形成边缘输运垒(ETB),从而形成静态双垒(QDB),该模式似乎具有优异的能量约束性能。反剪切可以通过在电流爬升阶段冻结电流剖面、通过MHD效应或大量加热和/或电流驱动来产生,并通过离轴非感应电流驱动源(如中性束电流驱动(NBCD)、低杂波电流驱动(LHCD)和螺旋波电流驱动(HCD))来维持。引用了DIII-D、JT-60U、ASDEX Upgrade、JET、PBX-M、COMPASS-D和K-STAR的实验结果,以及低杂波模拟和STELION等模拟模型和代码,以及ARIES-RS、ARIES-AT和SSTR等理论反应堆。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.09773,
  title  = {Advanced Tokamak: The Strongly Reversed Central Magnetic Shear Profile},
  author = {Keanu Nakamura},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.09773},
  year   = {2024}
}

备注

27 pages, 13 figures, 58 references