近准对称仿星器中碰撞性穿行α粒子能量输运
等离子体物理
2025-12-09 v1
摘要
近期仿星器优化的进展发现了近精确的准对称构型。这些构型预期可将非湍流背景等离子体输运降低至可接受的新经典水平,同时几乎消除α粒子的无碰撞直接轨道损失。然而,处于共振条件的α粒子对碰撞非常敏感,导致令人担忧的能量损失并损坏面向等离子体的组件。对于穿行α粒子,此类共振可在存在螺旋误差场偏离准对称性的有理面附近发生,这些误差场改变了磁场的方向和大小。α粒子的漂移运动与切向漂移之间的抵消增强了有效碰撞频率,允许形成碰撞边界层并产生扰动分布函数。我们发展了一个解析模型,通过建立漂移动力学处理来说明和评估该机制引起的共振平台输运。结果表明,当存在极向和环向数分别为m和n的误差场时,在q=m/n有理面附近的关联能量损失可能变得显著。此外,我们研究了能量通量的准线性近似的有效性,以表明其对可考虑的误差场振幅施加了限制。
引用
@article{arxiv.2512.07675,
title = {Collisional passing alpha energy transport in nearly quasisymmetric stellarators},
author = {Miguel Calvo-Carrera and Peter J. Catto},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.07675},
year = {2025}
}
备注
29 pages, 8 figures