陀螺动力学 GENE 模拟中的非麦克斯韦快粒子效应

最近在多项实验与数值研究中发现，快离子会显著影响并部分抑制等离子体湍流。理解其 underlying 物理机制并确定其有益效应的范围，对未来聚变反应堆而言是一项关键任务，因为其中通过聚变反应和外部加热手段会产生高能离子。然而，许多陀螺动力学代码为简便起见将快离子视为等效麦克斯韦分布粒子种类，尽管众所周知要严格模拟高度非热化粒子需要非麦克斯韦背景分布函数。为研究此假设的影响，陀螺动力学代码 GENE 近期已扩展以支持任意背景分布函数，这些函数可以是解析的（如慢化分布和双麦克斯韦分布），也可来自数值快离子模型。我们利用这些新代码能力，通过线性和非线性陀螺动力学模拟重新审视了一例具有强快离子相关湍流抑制的特定 JET 等离子体。结果表明，采用更真实的分布时快离子稳定作用趋于较弱但仍显著，这改善了与实验在定量功率平衡上的一致性。