评估临界梯度优化仿星器中的全局离子热约束
等离子体物理
2023-10-31 v1
摘要
我们研究了两种近期设计的准螺旋对称仿星器构型 HSK 和 QSTK 的约束特性。两者均针对离子温度梯度模的大临界梯度进行了优化，而该模是磁约束聚变装置中湍流输运的重要驱动因素。为预测由此得到的核心等离子体剖面，我们采用了基于回旋动力学代码 GENE 和 GENE-3D 并与输运代码 TANGO 耦合的先进理论框架。与 HSX 仿星器相比，HSK 和 QSTK 均实现了显著更高的芯到边温度比，部分得益于其较小的纵横比，另一部分源于优化过程中实现的更精细磁几何成形。然而，计算得到的约束时间对核心温度的敏感度低于对边缘温度的敏感度，这仅仅是因为边缘对储存等离子体能量的影响不成比例地大。因此我们强调，进一步优化外核区的湍流可能带来益处，并且需要在评估湍流优化仿星器的整体等离子体性能时纳入对边缘区约束的精确建模。
引用
@article{arxiv.2310.18705,
title = {Assessing global ion thermal confinement in critical-gradient-optimized stellarators},
author = {A. Bañón Navarro and G. T. Roberg-Clark and G. G. Plunk and D. Fernando and A. Di Siena and F. Wilms and F. Jenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.18705},
year = {2023}
}