X-B 与 O-X-B 模式转换及其在高输入功率下退化的动力学模拟
等离子体物理
2017-09-13 v1
摘要
球形托卡马克等离子体通常是过密度的，因此外部注入的电子回旋频率范围内的微波无法进入。然而，静电电子 Bernstein 波（EBW）提供了一种进入等离子体芯部进行加热和诊断的方法。因此，理解其与电磁波的耦合过程细节对于微波诊断数据的解释以及评估 EBW 加热和电流驱动的可行性都很重要。虽然这种耦合在线性区域中得到了合理的理解，但由高输入功率引起的非线性物理此前尚未被量化。为了解决这个问题，我们对两种可能的耦合机制，即 X-B 和 O-X-B 模式转换，进行了一维和二维全动力学粒子模拟。我们发现，在非线性区域中离子动力学对场结构有深远影响，因为在 EBW 到达之前，在高密度截止区下方激发了纵向电场的高振幅短尺度振荡。我们将这种效应识别为 X 波共振散射为 EBW 和低混杂波的不稳定性。我们解析地计算了该不稳定性的增长率，并发现这一基本理论与我们的模拟结果合理吻合。
引用
@article{arxiv.1612.07860,
title = {Kinetic simulations of X-B and O-X-B mode conversion and its deterioration at high input power},
author = {A. V. Arefiev and I. Y. Dodin and A. Köhn and E. J. Du Toit and E. Holzhauer and V. F. Shevchenko and R. G. L. Vann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.07860},
year = {2017}
}