基于Landau闭合模型的ITER中Alfven本征模失稳分析
等离子体物理
2019-06-14 v1
摘要
在ITER由中性束注入(NBI)高能粒子(EP)和alpha粒子驱动的放电中,Alfven本征模(AE)可能被失稳。本研究旨在考虑多种高能粒子物种,分析不同ITER运行场景的AE稳定性。我们使用约化磁流体动力学(MHD)方程描述全3D系统中环向磁通与涡度环向分量的线性演化,并耦合包含声模效应的各高能粒子物种的密度与平行速度矩方程。在所分析位形中,由NBI EP和alpha粒子驱动的AE是稳定的,仅具有大环向耦合的MHD类模是不稳定的,尽管若EP beta升高超过阈值,两者均可被失稳。在反向剪切情形下,该阈值分别为NBI EP和alpha粒子模型beta值的两倍,导致在磁轴附近失稳频率为25-35 kHz的Beta驱动AE(BAE),以及在反向剪切区失稳频率为125-175 kHz的环向或椭圆AE(TAE/EAE)。另一方面,混合与稳态位形显示,相对于alpha粒子模型beta阈值大3倍、相对于NBI EP大40倍,同样在内外等离子体区域间失稳BAE和TAE。此外,对alpha粒子与NBI EP beta均高于AE阈值的反向剪切场景进行了扩展分析,识别了多种EP阻尼效应,以及关于alpha粒子和NBI EP与主体等离子体共振特性的优化趋势。
引用
@article{arxiv.1906.05700,
title = {Analysis of Alfven Eigenmode destabilization in ITER using a Landau closure model},
author = {J. Varela and D. A. Spong and L. Garcia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.05700},
year = {2019}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:1807.04380, arXiv:1906.05701