MAST 中 pellet 燃料注入放电的微稳定性分析

反应堆级等离子体很可能通过 pellet 注入进行燃料补充。该技术会瞬态扰动剖面，导致密度剖面呈空心状并使边缘温度剖面平坦化。在 pellet 扰动之后，密度和温度剖面会弛豫至其准稳态形状。微观不稳定性影响等离子体约束，并将在决定 pellet 燃料等离子体剖面演化中发挥作用。本文介绍了对 pellet 燃料 H-mode MAST 等离子体的微稳定性分析。利用 MAST 汤姆逊散射系统的独特能力以及将八束激光与 pellet 注入同步的可能性，我们能够以高时间和空间分辨率测量 pellet 注入后电子密度和温度剖面的演化。这些剖面连同利用电荷交换诊断测量的离子温度剖面，被用于生成适合分析 pellet 注入引起的平衡变化的平衡态，进而进行微稳定性分析。使用局部回旋动力学代码 GS2 进行的该分析表明，微稳定性特性对密度和温度剖面的快速大幅瞬态偏移极其敏感，这些偏移也显著改变了受 pellet 烧蚀影响最强烈区域的碰撞率和 $\beta_e$。