计算磁约束等离子体中离子温度梯度模的线性临界梯度

本文提出一种第一性原理方法，用于计算线性回旋动理学中离子温度梯度模（ITG）起动的临界温度梯度。我们发现，此前托卡马克研究中采用的连接长度的传统概念应被修正，并代之以广义关联长度，以解释仿星器中的该起动现象。简单的数值实验与回旋动理学理论表明，剪切中的局域化“尖峰”（仿星器几何的标志性特征）通常不足以约束该模的平行关联长度。我们还观察到，局域于坏漂移曲率势阱内、其临界梯度由峰值漂移曲率设定的 ITG 模。对场周期递增的近螺旋仿星器的案例研究表明，临界梯度确实可通过调控磁几何来控制，但凸显了评估临界梯度通用框架的必要性。我们得出结论：平均曲率与全局剪切设定了共振 ITG 模在绝对临界梯度附近的关联长度，其物理通过对回旋动理学方程的直接求解而纳入。我们的方法可处理一般几何，且比传统回旋动理学求解器更高效，可应用于未来仿星器 ITG 湍流优化研究。