锯齿振荡触发条件的改进与建模

我们讨论了新经典电阻率和局部磁剪切在托卡马克锯齿振荡触发中的作用。当考虑电子的碰撞脱陷时，轴上的安全因子 $q(0,t)$ 在一个新的时间尺度 $\tau_{*}=\tau_{\eta}\nu_{*}/(8\sqrt{\epsilon})$ 上演化，其中 $\tau_{\eta}=4\pi a^{2}/[c^{2}\eta(0)]$ 是电阻扩散时间，$\nu_{*}=\nu_{e}/(\epsilon^{3/2}\omega_{te})$ 是归一化到渡越频率的电子碰撞频率，$\epsilon=a/R_{0}$ 是托卡马克的逆长径比。这种演化的特征是在磁轴周围形成一个尺寸为 $\delta_{*}\sim\nu_{*}^{2/3}a$ 的结构，该结构可以驱动磁剪切的快速演化和 $q(0,t)$ 的减小。我们研究了两种可能的锯齿坍缩触发机制：一种是跨越 $m=1,n=1$ 不稳定性的线性阈值，另一种是磁轴附近的芯部共振模对该模式的非线性触发。在每种情况下，锯齿周期均由 $q$ 剖面的电阻演化达到相关稳定性阈值所需的时间决定；在后一种情况下，该周期可能受到 $\nu_*$ 的强烈影响。