回旋动理学不稳定性的能量界限：第四部分 弹跳平均电子
等离子体物理
2024-04-10 v1
摘要
近期，通过考虑使选定能量范数增长最大化的最优扰动，推导出了回旋动理学系统中不稳定性增长的上界。该技术此前已应用于具有完全动理学离子和电子的双物种回旋动理学系统。然而，在托卡马克和仿星器中，线性不稳定性分析的预期是，对离子尺度模式最重要的动理学电子贡献来自捕获电子，这些电子在不稳定性演化的时间尺度上弹跳得更快。因此，在大多数情况下，不需要完全动理学电子响应来描述不稳定模式。在此，我们将最优模式分析应用于由完全回旋动理学离子和弹跳平均电子组成的简化双物种系统，旨在为环形几何中的离子尺度不稳定性找到更紧的界限。与早期的双物种结果相比，此分析得出的界限大幅降低。此外，如果适当选择能量范数，可以捕获波-粒子共振效应，从而重现最大- 装置中密度梯度驱动不稳定性的稳定化。最优模式分析还表明，即使在没有电子自由能源的情况下，最大- 特性对离子温度梯度驱动的不稳定性也具有额外的稳定作用。这一效应可以用模式惯性的概念来解释，使其有别于其他机制。
引用
@article{arxiv.2404.06081,
title = {Energetic bounds on gyrokinetic instabilities. Part 4. Bounce-averaged electrons},
author = {P. J. Costello and G. G. Plunk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.06081},
year = {2024}
}