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电流驱动与 α 通道介导的旋转驱动中的动量守恒

等离子体物理 2023-05-18 v1

摘要

α 通道利用波从聚变等离子体中提取热灰(ash),同时将灰的能量传递给波。有趣的是,有人提出这种带电灰的提取可产生径向电场,高效驱动 ExB 旋转。然而,现有理论忽略了非共振粒子的响应,而后者在准线性理论中对于强制动量守恒起着关键作用。由于跨场电荷输运与动量守恒根本相连,这种不自洽使整个效应受到质疑。在此,我们回顾近期已基本解决 α 通道旋转驱动这一问题的进展。我们建立了一个简单、通用、自洽的静电波准线性理论,适用于诸如尾隆不稳定性(bump-on-tail instability)等经典例子。作为一个直接结果,我们展示了波如何在无动量注入时甚至在无碰撞等离子体中驱动电流。为将该理论应用于灰提取与旋转驱动问题,我们发展了首个能够捕捉 α 通道过程的线性理论。所得动量守恒的线性-准线性理论揭示了非共振粒子对随时间增长的平面波与具有非均匀空间结构的稳态波的反应之间存在根本差异,后者允许旋转驱动而前者排除之。该差异可通过两条守恒律理解,其展示了理论的局域与全局动量守恒。最后,我们展示了振荡中心理论常如何掩盖随时间变化的非共振反冲,但最终导致相似结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2201.07853,
  title  = {Momentum Conservation in Current Drive and Alpha-Channeling-Mediated Rotation Drive},
  author = {Ian E. Ochs and Nathaniel J. Fisch},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2201.07853},
  year   = {2023}
}

备注

19 pages, 11 figures