具有径向电场的柱形平衡中的负能量扰动

在麦克斯韦-漂移动力学理论的框架内，研究了平衡径向电场 $E$ 对磁约束等离子体柱形平衡中负能量扰动（NEPs）（因其可能导致线性或非线性爆炸性不稳定性而具有潜在危险性）的影响。结果表明，对于平行于磁场分量不为零的波矢，在 $E=0$ 的平衡中 NEPs 存在的条件 [G. N. Throumoulopoulos and D. Pfirsch, Phys. Rev. E 53, 2767 (1996)] 仍然有效，而垂直 NEPs（被发现是最重要的扰动）的存在条件则被修改。对于 $|e_i\phi|\approx T_i$（$\phi$ 为静电势）且 $T_i/T_e > \beta_c\approx P/(B^2/8\pi)$（$P$ 为总等离子体压力）的情况——这在磁约束系统中具有运行意义——垂直 NEPs 的存在取决于 $e_\nu E$，其中 $e_\nu$ 是粒子种类 $\nu$ 的电荷。在这种情况下，对于具有相同抛物线压力分布的类托卡马克和类仿星器平衡，电场可以降低边缘区域的 NEPs 活动，其中电子 NEPs 的降低比离子 NEPs 更为显著。