从轨道理论到导心参数分布函数
等离子体物理
2015-05-30 v2
摘要
本工作提出了一个参数化的平衡分布函数 F_eq，用于回旋动理学研究，以描述轴对称托卡马克等离子体中遇到的多种粒子（如聚变产物、热本体粒子以及来自离子回旋共振加热和负中性束注入的高能粒子）的导心的有限轨道宽度行为。在利用一组特别方便的轨道坐标集分析了轨道理论的基本结果后，本文展示了所提出的 F_eq 如何满足使其成为平衡分布函数的两个条件：(i) 它必须仅依赖于运动常数和绝热不变量；(ii) 导心必须在足够长的时间内保持约束。此外，通过适当选择其参数，可以对 F_eq 进行建模，以重现最常见的分布函数。在零轨道宽度近似下，可得到热等离子体的局域麦克斯韦分布函数。对于聚变 α 粒子，F_eq 也能重现慢化（SD）分布函数。更一般地，对于超热粒子，当存在外部加热（如 (N)NBI 和 ICRH）时，所提出的模型分布函数显示出与各向异性 SD 和双麦克斯韦分布函数的相似性。F_eq 可用于拟合实验剖面，并能为实验和数值数据分析提供有用工具。此外，它有助于发展解析计算，以便根据理论模型来辅助数据解释。该分布函数可以方便地在回旋动理学程序中实现，用于模拟存在外部加热源时的等离子体。
引用
@article{arxiv.1108.1694,
title = {From the orbit theory to a guiding center parametric distribution function},
author = {Claudio Di Troia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1108.1694},
year = {2015}
}
备注
35 pages, 11 figures, v2: References added, misprints corrected, submitted to Plasma Physics and Controlled Fusion