层流Alfvén波诱导的能量离子输运于优化星际托机中的研究
等离子体物理
2026-03-04 v1
摘要
本文研究了在以能量离子(EP)为优化目标的准对称(QS)和准各向同性(QI)星际托机中,层流Alfvén波(SAW)引起的快速离子漂移轨道损失。我们采用理想化简MHD模型来描述SAW扰动,并研究其对无碰撞能量离子漂移动力学的影响。我们提出了一种针对任意准对称配置(包括与QI平衡相关的准多极情况)的通过型能量离子与SAW共振的半解析模型。分析表明,场周期数增加会抑制准螺旋(QH)和准各向同性,但不抑制准轴对称(QA)星际托机中的随机性。我们指出,波动引起的通过型和被束缚轨道之间的转换在QA和QH配置中导致显著损失,但在QI配置中则无显著损失。对于与核聚变电厂(FPP)相关的尺度,我们数值计算出诱导核聚变α粒子快速损失所需的SAW振幅。利用加权Birkhoff平均技术,我们确认了所有轨道类别快速损失的发生始于离子运动随机性的发生。这激励了在未来的工作中将随机性临界准则扩展到被束缚轨道。
引用
@article{arxiv.2603.03118,
title = {On shear Alfv\'en wave-induced energetic ion transport in optimized stellarators},
author = {A. R. Knyazev and A. Lachmann and A. G. Goodman and A. S. Hyder and M. Czekanski and D. Spong and E. J. Paul},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.03118},
year = {2026}
}