DTT中高能粒子对环形阿尔芬本征模的激发及负三角形变效应
等离子体物理
2025-08-21 v1
摘要
我们开发了一个线性回旋动理学本征值程序，用于研究一般轴对称环形几何中环形阿尔芬本征模（TAE）的稳定性，并以非微扰方式自洽处理高能粒子驱动与芯部等离子体朗道阻尼。通过作用量-角变量方法，计算中纳入了通行粒子与捕获粒子的完整粒子响应，并特别完整考虑了高能粒子的有限拉莫尔半径与轨道宽度效应。采用气球模表象求解本征模方程，以在降低计算资源的同时获得对精细径向结构的高分辨率。此外，得益于系统性基于理论的数值诊断（包括有效模结构和相空间共振结构）的开发，该程序能够非常详细地研究波-粒子相互作用物理。作为该程序的一个应用，我们基于偏滤器托卡马克测试装置（DTT）的参考平衡，对三角形变对TAE稳定性的影响进行了深入研究。结果表明，三角形变可通过改变几何耦合、共振条件以及模式频率和模结构来影响TAE增长率。因此，负三角形变是稳定还是退稳高能粒子驱动的TAE，取决于主导机制。我们系统分析了不同情况下这些机制的相对重要性，提供了清晰的物理洞察。基于这些研究，可以评估负三角形变对特定托卡马克方案的整体影响。
引用
@article{arxiv.2508.14622,
title = {Excitation of toroidal Alfv\'en eigenmode by energetic particles in DTT and effect of negative triangularity},
author = {Guangyu Wei and Fulvio Zonca and Matteo Valerio Falessi and Zhiyong Qiu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.14622},
year = {2025}
}