托卡马克中低动量扩散率区域的物理及其实验适用性

强的$E\times B$等离子体流剪切有利于减少湍流输运。然而，传统的驱动流剪切的方法不能很好地扩展到大型装置，如未来的聚变发电厂。在本文中，我们使用大量非线性回旋动力学模拟来研究一种增加流剪切的新方法：降低动量扩散率，使等离子体“更容易推动”。我们首先使用理想的圆形几何，发现在大环径比、低安全因子、高磁剪切和低温度梯度下可以获得低动量扩散率。这就是所谓的低动量扩散率（LMD）区域。为了驱动固有动量通量，我们倾斜磁通面，使其上下不对称。在LMD区域，这种固有动量通量驱动强流剪切，可以显著降低热通量并提高临界温度梯度。我们还考虑了MAST托卡马克的实际实验几何，以说明该策略是可行的，并能产生具有实验意义的流剪切。最后，对SMART托卡马克进行了初步预测。