大破裂期间托卡马克等离子体中与外部扭曲模相关的表面电流

在涉及扭曲不稳定性的破裂事件期间，等离子体-真空界面上的表面电流在向真空室驱动电流方面可起重要作用。然而，在基于理想化阶跃函数背景等离子体剖面的近期理论计算中，关于表面电流的性质甚至符号存在分歧。我们通过用沿径向方向具有强但有限梯度的更真实剖面替代阶跃函数剖面，重新审视此类计算。结果表明，由此产生的表面电流不再是 delta 函数电流密度，而是具有内部结构、集中在强等离子体压力梯度区域内的有限平滑电流密度剖面。此外，与符号相反或相同于等离子体电流的 delta 函数情况不同，该电流密度剖面具有两种符号的峰值。我们通过解析和数值方法表明，此类电流密度可分离为两部分，其中一部分称为对流电流密度，描述位移对背景等离子体密度的输运，另一剩余部分称为残余电流密度。我们认为，考虑这两种电流密度十分重要，并能解决过去的争议。