托卡马克破裂模型

破裂是托卡马克中的一个严重问题。在破裂中,热能通过一种可能为电阻壁撕裂模(RWTM)的不稳定性而损失。在破裂前兆期间,等离子体边缘区域冷却,导致电流收缩。给出了收缩电流平衡的模型序列,并计算了其稳定性。线性稳定性研究表明,RWTMs发生所需的边缘$q_a$最大值为$\approx 3$。这也意味着由RWTMs引发不稳定所对应的、归一化到等离子体半径的有理面半径存在最小值。使用由平衡重建导出的类似模型序列进行了非线性模拟。结果存在显著差异,取决于壁是理想壁还是电阻壁。对于理想壁,扰动在中等幅度处饱和,导致无热猝灭的小破裂。对于电阻壁,若边缘$q_a \le 3$,则发生伴随热猝灭的大破裂。在$q_a = 3$处非线性行为存在急剧转变。这与线性模型及实验一致。若破裂由RWTMs引起,则具有高热导率壁的设备(如国际热核聚变实验堆(ITER))将经历比目前预测温和得多、可容忍的破裂。