高能粒子轨道对BGK模长程频率啁啾的影响
等离子体物理
2017-10-11 v1
摘要
本文研究了伯恩斯坦-格林-克鲁斯卡尔（BGK）模的长程频率啁啾，其存在由快粒子决定，在所考察的情形中这些粒子并非自由运动，其运动受限于受限轨道。我们将一个产生高能粒子不同轨道拓扑的平衡振荡势纳入等离子体波的尾波不稳定性（bump-on-tail instability）问题中。关于快粒子动力学，该扩展模型捕捉了粒子运动（俘获/通行）随能量的范围，从而给出了在托卡马克中观测到的弱阻尼模（如全局阿尔文本征模）长程扫频事件更真实的1D图像。在绝热区中，数值求解泊松方程并对弗拉索夫方程进行弹跳平均。我们证明，非线性模结构的形状和饱和振幅不仅取决于偏离初始本征频率的量，还取决于平衡势中共振电子的初始能量。类似地，结果表明，在静电势中遵循不同平衡轨道的共振电子导致不同的频率演化速率。与先前的模型[Breizman B.N. 2010 Nucl. Fusion 50 084014]相比，表明频率扫频的速率更低。模型中包含的附加物理使得对实验中观测到的现象范围能够进行更完整的1D描述。
引用
@article{arxiv.1702.05336,
title = {Impact of energetic particle orbits on long range frequency chirping of BGK modes},
author = {H. Hezaveh and Z. S. Qu and B. Layden and M. J. Hole},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.05336},
year = {2017}
}
备注
Submitted to Nuclear Fusion 25/01/2017