动态情形下Dreicer逃逸电子生成模型的有效性
等离子体物理
2021-05-28 v4
摘要
逃逸电子建模工作源于这些高能粒子对大型聚变装置构成的风险。精细的动力学模型能够捕捉逃逸电子生成的大部分特征，但计算成本高，可通过使用计算代价更低的约化动力学代码来避免。在本文中，我们比较约化动力学模型与动力学模型，以确定基于假设准稳态的解析计算的前者求解器何时可用。在欧洲集成建模框架中开发的工作流里，由两个不同求解器并行计算 Dreicer 生成率，并辅以一个尚未集成到该框架中的第三代码的计算。使用约化动力学代码 Runaway Fluid、采用非线性碰撞算子的动力学代码 NORSE 以及线性化 Fokker-Planck 求解器 DREAM，研究电场动态变化对跨越整个托卡马克相关范围的不同等离子体情景的影响。我们发现，在短于或与逃逸电子生成的临界速度处电子碰撞时间相当的时间尺度上，约化动力学模型未捕捉到的动力学效应起着重要作用。该特征时间尺度易于计算，可可靠地用于判断是否需要动力学建模，或较廉价的约化动力学代码是否预期能提供足够准确的结果。该判据可自动化，因而可对试图模拟托卡马克启动或破裂等复杂事件的综合自洽建模框架大有裨益。
引用
@article{arxiv.2101.02740,
title = {Validity of models for Dreicer generation of runaway electrons in dynamic scenarios},
author = {S. Olasz and O. Embreus and M. Hoppe and M. Aradi and D. Por and T. Jonsson and D. Yadikin and G. I. Pokol and EU-IM Team},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.02740},
year = {2021}
}