ECCD 注入对 Heliotron J 和 LHD 等离子体稳定性影响的建模
等离子体物理
2020-10-09 v1
摘要
本研究的目的是分析在应用电子回旋电流驱动（ECCD）的情况下，Heliotron J 和 LHD 等离子体中高能粒子模（EPM）和 Alfven 本征模（AE）的稳定性。分析使用 FAR3d 代码进行，该代码求解了描述全三维系统中极向磁通和涡度环向分量线性演化的简化 MHD 方程，并耦合了高能粒子（EP）组分的密度和平行速度矩方程，还包括了声模的影响。Landau 阻尼和共振失稳效应通过闭合关系加入。模拟结果表明，如果通过增大（co-ECCD 注入）或减小（ctr-ECCD 注入）磁轴处的旋转变换 iota0 来增强等离子体边缘的磁剪切，Heliotron J 等离子体中的 n=1 EPM 和 n=2 全局 AE（GAE）即可被稳定。在 ctr-ECCD 模拟中，EPM/AE 的增长率仅在低于给定的 iota0 时才会降低，这与实验中观察到的 ECCD 强度阈值相似。此外，ctr-ECCD 模拟显示了连续谱阻尼的增强。带有 ctr-ECCD 注入的 LHD 放电模拟表明，n=1 EPM、n=2 环向 AE（TAE）和 n=3 TAE 得到了稳定，这是由内部等离子体中连续谱阻尼的增强导致的，从而使得相对于 co-ECCD 和无 ECCD 模拟具有更高的 EP beta 阈值。
引用
@article{arxiv.2010.03892,
title = {Modeling of the ECCD injection effect on the Heliotron J and LHD plasma stability},
author = {J. Varela and K. Nagasaki and K. Nagaoka and S. Yamamoto and K. Y. Watanabe and D. A. Spong and L. Garcia and A. Cappa and A. Azegami},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.03892},
year = {2020}
}