ASDEX Upgrade 中由能量粒子驱动的测地声模的非线性动力学
等离子体物理
2020-05-20 v2
摘要
托卡马克中的湍流产生径向剪切的带状流。其振荡对应物，测地声模（GAMs），由于磁场曲率的作用而出现。GAMs 可被各向异性能量粒子（EP）群体驱动不稳定，导致称为 EGAMs 的全局径向结构形成。EGAMs 可通过无碰撞波-粒相互作用将 EP 能量重新分配到主体等离子体中。以此方式，EGAMs 可能有助于等离子体加热。因此，研究 EGAM 的性质，特别是在速度空间中，对于精确理解托卡马克等离子体中的输运现象是必要的。在这项工作中，借助在全球回旋动理学粒子网格代码 ORB5 中实现的模-粒-共振（MPR）诊断，研究了不考虑模与湍流相互作用的 EGAMs 非线性动力学。选择 ASDEX Upgrade 放电作为该研究的参考案例，因其丰富的 EP 非线性动力学。采用实验相关的磁场位形、热种粒子剖面和 EP 密度剖面进行 EGAM 啁啾建模，并与可用的经验数据比较。相同的磁场位形用于探索模从能量粒子到热等离子体的能量转移，包括动力学电子效应。对于给定的 EGAM 水平，改变 EP 参数可显著增强模的等离子体加热。电子动力学降低了 EGAM 饱和振幅，从而减少了等离子体加热，尽管模将其能量转移给热离子的量远多于给电子。
引用
@article{arxiv.1912.07950,
title = {Nonlinear dynamics of energetic-particle driven geodesic acoustic modes in ASDEX Upgrade},
author = {I. Novikau and A. Biancalani and A. Bottino and Ph. Lauber and E. Poli and P. Manz and G. D. Conway and A. Di Siena and N. Ohana and E. Lanti and L. Villard and ASDEX Upgrade Team},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07950},
year = {2020}
}