快速离子对离子温度梯度模与电子温度梯度模阈值条件的影响

Min Ki Jung; Taik Soo Hahm; Yong-Su Na; Eisung Yoon

快速离子对离子温度梯度模与电子温度梯度模阈值条件的影响

等离子体物理 2026-05-22 v1

作者: Min Ki Jung , Taik Soo Hahm , Yong-Su Na , Eisung Yoon

摘要

我们采用气体力学方程进行解析和数值分析，探讨快速离子对离子温度梯度(ITG)模与电子温度梯度(ETG)模阈值条件的影响。ITG模的临界条件表现出对快速离子比例强烈且单调的有利依赖，对于快速离子归一化温度 $T_f/T_i$ ( $T_f$ 为快速离子有效温度， $T_i$ 为热离子温度)则大多数情况下呈现有利但非单调的依赖。总体上的有利参数趋势与之前文献中报道的线性增长率一致，因为其主要由动力学波-粒子共振效应所决定。虽然热离子归一化温度梯度尺度长度 $(R/L_{T_i})_c$ 的通用解析表达式较为复杂，但已推导出一个显式紧凑表达式 $\left(\frac{R}{L_{T_i}}\right)_c=\left(\frac{4}{3}+\frac{3}{2}\sqrt{\frac{\pi}{2}}\frac{|\hat{s}|}{q}\right)\left(1+\frac{T_i}{Z_i(1-f_h)T_e}\right)$ 适用于垂直尺度大于热离子磁半径但远小于快速离子磁半径的模，使得有限磁半径效应在 $T_f\gg T_i$ 时且在弱密度梯度条件下，根据离子种类呈现出相反的渐近极限。此情况下，仅保留快速离子诱导的热离子稀释效应，因快速离子密度响应失去磁化且可忽略不计。相反，快速离子对ETG阈值的影响被发现是不利的。

关键词

离子温度梯度模电子温度梯度模快速离子气体力学方程阈值条件

引用

@article{arxiv.2605.21953,
  title  = {Fast ion effects on the threshold conditions of ion temperature gradient mode and electron temperature gradient mode},
  author = {Min Ki Jung and Taik Soo Hahm and Yong-Su Na and Eisung Yoon},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.21953},
  year   = {2026}
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快速离子对离子温度梯度模与电子温度梯度模阈值条件的影响

摘要

关键词

引用

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