基于朗道闭合模型的能量离子驱动电阻 interchange 模稳定化策略理论分析
等离子体物理
2020-10-12 v1
摘要
本研究的目的是对 LHD 等离子体中稳定化能量离子驱动电阻 interchange 模（EIC）的不同策略进行理论分析。我们对热等离子体采用约化 MHD，对能量粒子（EP）组分采用回旋流体模型。通过修正漂移频率以包含螺旋俘获 EP 组分的进动漂移来引入该组分。模拟再现了实验观测到的 1/1 EIC 相对于热等离子体密度和温度的稳定化趋势，与数据具有合理的一致性。我们确定了具有稳定 1/1 EIC 的 LHD 运行方案：当热等离子体密度和温度高于给定阈值时，1/1 EIC 得以稳定。若旋转变换被改变使得 1/1 有理面位于距归一化半径 0.9 倍以外，或等离子体边缘的磁剪切增强，1/1 EIC 也能稳定。此外，具有大磁场的 LHD 放电相对于热等离子体密度表现出更高的 EIC 失稳阈值。若将垂直 NBI 沉积区进一步向内移至归一化半径 0.875 倍以内，1/1 EIC 同样稳定。另外，提高垂直 NBI 电压使 EP 能量高于 30 keV 可稳定 1/1 EIC。而且，氘等离子体比氢等离子体对 1/1 EIC 具有更高的稳定阈值。实验数据显示，在垂直 NBI 功率至少为 13 MW 的前提下，随着切向 NBI 功率的增加，EIC 事件之间的时间间隔增大。这意味着切向 NBI 具有稳定化效应。
引用
@article{arxiv.2010.04598,
title = {Theoretical analysis of energetic-ion-driven resistive interchange mode stabilization strategies using a Landau closure model},
author = {J. Varela and S. Ohdachi and K. Y. Watanabe and D. A. Spong and L. Garcia and R. Seki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.04598},
year = {2020}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:1904.01964