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托卡马克刮削层等离子体中电子动力学效应的标度律

等离子体物理 2023-07-05 v2

摘要

托卡马克边缘(刮削层)等离子体由于陡峭的温度梯度,可在平行于磁场方向上表现出非局域输运。利用一维动力学电子代码 SOL-KiT,在从鞘层限制到脱靶的一系列条件下,对平衡态下的该效应及其后果进行了探究,其中电子被动力学处理并与自洽流体模型比较。观测到动力学热通量(相较 Spitzer-Harm)的线平均抑制高达 50%,与之相对,鞘层热传输系数 γe\gamma_e 增强高达 98%。给出了两种效应基于基本 SOL 参数的简单标度律。通过将这些标度律作为对流体模型的修正,我们发现与目标电子温度下的动力学模型吻合良好。研究发现,γe\gamma_e 中最强的动力学效应出现在低至中等碰撞率下,并倾向于随上游密度和温度升高而增强。另一方面,热通量抑制被发现随上游碰撞率降低而单调增加。所模拟的条件涵盖了与当前及未来托卡马克相关的碰撞率。

关键词

引用

@article{arxiv.2208.10862,
  title  = {Scaling laws for electron kinetic effects in tokamak scrape-off layer plasmas},
  author = {Dominic Power and Stefan Mijin and Michael Wigram and Fulvio Militello and Robert J. Kingham},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2208.10862},
  year   = {2023}
}

备注

24 pages, 14 figures