通过 MeV 离子抑制湍流以提升聚变等离子体性能
等离子体物理
2020-11-03 v2
摘要
兆电子伏 (MeV) 阿尔法粒子将是磁约束聚变反应堆中等离子体加热的主要来源。然而，阿尔法粒子的能量大多并未加热燃料离子，而是传递给了电子。此外，阿尔法粒子还会激发阿尔文不稳定性，此前被认为是有害的。与预期相反，我们在联合欧洲环 (JET) 近期实验中展示了在存在 MeV 离子和强快离子驱动阿尔文不稳定性情况下的高效离子加热。利用最先进建模工具对这些实验的详细输运分析解释了观测结果。在此我们展示一种新型湍流抑制与能量隔离改善机制：在具有 MeV 离子和充分发展的阿尔文活动的等离子体中，通过复杂多尺度机制产生大尺度环向流（zonal flows），从而实现湍流抑制与能量绝缘改善。该机制有望实现以阿尔法粒子加热为主导的聚变反应堆更经济地运行，并最终实现更廉价的聚变电力。
引用
@article{arxiv.2010.07977,
title = {Towards enhanced performance in fusion plasmas via turbulence suppression by MeV ions},
author = {S. Mazzi and J. Garcia and D. Zarzoso and Ye. O. Kazakov and J. Ongena and M. Nocente and M. Dreval and Z. Stancar and G. Szepesi and J. Eriksson and A. Sahlberg and S. Benkadda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.07977},
year = {2020}
}