磁流体动力学活动与高能粒子——在Beta阿尔芬本征模中的应用

磁约束聚变研究的目标是提取聚变反应释放并由反应产物携带的功率，这些产物以数MeV量级的能量释放。聚变能生产的可行性依赖于我们约束这些高能粒子，同时使热核等离子体保持在安全运行条件下的能力。为此，有必要理解并找到控制高能粒子与热核等离子体相互作用的方法。实现这两个目标是博士期间工作的总体动机。更具体地说，我们关注一种不稳定性——Beta阿尔芬本征模(BAE)，它可由高能粒子驱动并影响高能粒子和热粒子的约束。在这项工作中，我们解析地研究了BAE的特性，推导了其色散关系和结构。接下来，我们分析了存在高能粒子时模式的线性稳定性。首先，使用纯线性描述，这使得能够获得存在高能粒子时BAE失稳的解析线性判据。该判据与博士期间在Tore-Supra托卡马克上进行的实验进行了比较。其次，由于线性分析揭示了BAE稳定性的某些特征会受到强非线性修正，因此提出了模式亚临界活动的可能性问题。我们提出了一个简单的场景，使得亚稳态模式的存在成为可能，并通过解析和数值方法进行了验证。发现这样的场景与表征BAE的物理和尺度相关。