作为聚变反应堆候选的分段全能磁流体力学平衡
等离子体物理
2026-01-22 v1
摘要
在分段全能磁场中,带电粒子在无碰撞和湍流的情况下保持完全约束。这一概念扩展了全能性的传统定义,而全能性是包括托卡马克在内的大多数现有磁聚变反应堆设计所基于的理论原理。尽管分段全能性拓宽了潜在可行的仿星器反应堆候选范围,但它是通过放宽磁场连续性要求来实现的,这似乎给磁流体力学平衡的设计带来了重大挑战。本文提出了一种满足理想磁流体力学平衡方程并实现了前所未有的分段全能性水平的仿星器磁场位形。因此,它表现出良好的输运特性,包括减少的体径向输运(新经典输运和湍流输运)、自举电流和快离子损失。此外,该位形在一系列 \b{eta} 值范围内表现出稳健的 MHD 稳定性,并具有与岛状偏滤器兼容的旋转变换轮廓。综合来看,这些特征满足了作为可行的反应堆候选所需的物理标准集合,而直到现在,人们一直认为这些标准只有某些类型的全能仿星器才能达到。
引用
@article{arxiv.2601.14886,
title = {Piecewise omnigenous magnetohydrodynamic equilibria as fusion reactor candidates},
author = {V. Fernández-Pacheco and J. L. Velasco and E. Sánchez and R. Gaur and J. M. García-Regaña and J. A. Alonso and I. Calvo and D. Carralero},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.14886},
year = {2026}
}