通过高能粒子湍流稳定化预测 SPARC 中约束的改善
等离子体物理
2023-02-08 v1
摘要
高温超导技术的最新进展促成了 SPARC 的设计与建造，这是一台紧凑型托卡马克装置，预计借助高达 MW 的外部离子回旋共振加热（ICRH）功率实现等离子体得失相当。本手稿给出了针对一个降场降流的 H 模 SPARC 场景的局部（通量管）和径向全局回旋动理学 GENE（Jenko 等人 2000 Phys. Plasmas {\bf 7} 1904）模拟，表明通过 ICRH 产生的超热粒子通过触发快离子诱导的异常输运势垒（F-ATB）强烈抑制离子尺度湍流输运。触发机制被确定为快粒子群体与等离子体微观不稳定性之间的波-粒共振相互作用（Di Siena 等人 2021 Phys. Rev. Lett. {\bf 125} 025002）。通过执行一系列采用不同热离子剖面的全局模拟，我们表明利用该快离子稳定机制可将此 SPARC 场景的聚变增益大幅提升多达 。还给出了一项进一步优化高能粒子剖面的研究，从而可能在实验中带来更显著的聚变增益。
引用
@article{arxiv.2210.11816,
title = {Predictions of improved confinement in SPARC via energetic particle turbulence stabilization},
author = {A. Di Siena and P. Rodriguez-Fernandez and N. T. Howard and A. Banon Navarro and R. Bilato and T. Goerler and 1 E. Poli and G. Merlo and J. Wrigh and M. Greenwald and F. Jenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.11816},
year = {2023}
}