ITER上鱼骨模诱导阿尔法粒子输运的非线性动力学
等离子体物理
2020-10-28 v1
摘要
使用非线性混合动理学-磁流体(XTOR-K)代码，针对ITER 15 MA基线情景计算了鱼骨模诱导的阿尔法粒子输运。为分析鱼骨模不稳定性的特征 regime，研究了两个极限情形：弱动理学驱动极限与强动理学驱动极限。在这两种 regime 中，均重现了 n = m = 1 鱼骨模不稳定性的特征，例如模频率的强上/下扫频，并伴随俘获与通行阿尔法粒子的共振输运。模拟中考虑了 n = m = 0 的剪切极向与环向等离子体旋转的影响。剪切不可忽略，这意味着鱼骨模频率具有径向依赖性，影响了波-粒共振条件。在两种非线性 regime 中均观察到以进动共振与通行共振为中心的相空间空穴与团块结构。随着不同模频率的上下扫频，这些结构始终附着在共振上。在非线性阶段，单个共振俘获粒子的输运被确认与模-粒子同步相关。在此基础上，提出了粒子输运与模主导下扫频之间非线性耦合的部分机制。在各项模拟之间，q = 1 面内外阿尔法粒子的总体输运约为初始总数的 2-5%。发现阿尔法功率的损失直接等于阿尔法粒子的损失。
引用
@article{arxiv.2005.06017,
title = {Nonlinear dynamics of the fishbone-induced alpha transport on ITER},
author = {G. Brochard and R. Dumont and H. Lütjens and X. Garbet and T. Nicolas and P. Maget},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.06017},
year = {2020}
}