托卡马克场中带同步辐射的逃逸电子相空间行为的多尺度全轨道分析
等离子体物理
2016-06-29 v1
摘要
本文利用相对论保体积算法，开展了托卡马克场中带同步辐射的逃逸电子的长期全轨道模拟。在不同跨越11个量级的动力学时间尺度上研究了逃逸电子的详细相空间行为。当考察小时间尺度（即洛伦兹力决定的特征时间尺度）时，观测到高能逃逸电子严重变形的螺旋轨迹。在考虑动量矢量转动与背景磁场的耦合时，对一种无碰撞俯仰角散射现象——新经典散射——给出了定性分析。在长达一秒的大时间尺度上，发现相空间中逃逸电子的初始条件全局性地显著影响俯仰角散射、动量演化以及逃逸能量得失比。然而，初始值对同步辐射能量极限影响甚微。还发现托卡马克装置的参数（如环向磁场、回路电压、安全因子剖面以及大半径）能够改变同步辐射能量极限以及新经典散射的强度。当考虑磁场波纹时，也证明了逃逸电子最大能量低于同步辐射极限。
引用
@article{arxiv.1605.08141,
title = {Multi-scale Full-orbit Analysis on Phase-space Behavior of Runaway Electrons in Tokamak Fields with Synchrotron Radiation},
author = {Yulei Wang and Hong Qin and Jian Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.08141},
year = {2016}
}