BORAY：一个支持闭与开磁力线等离子体的轴对称射线追踪程序

射线追踪程序在研究几何光学近似下的电磁波传播与吸收方面十分有用。在磁化聚变等离子体领域，大多数射线追踪程序假定等离子体密度与温度为磁 flux 的函数，并仅研究最外闭合磁通面内的波，这对当今托卡马克已足够。然而，它们难以用于具有开磁力线等离子体的位形，如磁镜机和场反位形（FRC）。我们开发了一个柱坐标系 $(r,\phi,z)$ 下的射线追踪程序，以支持具有闭与开磁力线等离子体的任意轴对称位形。对于波传播，冷等离子体色散关系通常已足够，我们需要磁场 ${\bf B}(r,z)$ 与物种密度 $n_{s0}(r,z)$ 剖面作为输入。对于波吸收，我们需要进一步的温度 $T_{s0}(r,z)$ 剖面以求解热动理学等离子体色散关系。与计算波矢虚部 ${\bf k}_{\perp,i}$ 以获取波吸收的其他射线追踪程序不同，我们计算波频率的虚部 $\omega_i$，在弱阻尼近似下已证明其与前述技术等价。该程序可使用数值或解析平衡。文中给出了托卡马克、球形托卡马克（ST）、FRC 与磁镜机中电子回旋波、低杂波与离子回旋波的示例与基准测试。