磁島對快離子平行電流的影響.pdf

1、撕裂模是一種磁流體不穩(wěn)定性，它改變了磁場的拓撲結(jié)構(gòu)，形成了所謂的磁島。磁島加強粒子的徑向輸運，降低托卡馬克中等離子體的約束性能。在托卡馬克高溫等離子體中有許多快粒子，快粒子和等離子體相互作用不僅會驅(qū)動出一系列新的等離子體現(xiàn)象，也會對托卡馬克中的一些不穩(wěn)定性起到抑制作用。環(huán)向等離子體電流是托卡馬克穩(wěn)態(tài)運行的必要條件，中性束注入就是一種非感應(yīng)電流驅(qū)動。磁島和快粒子對于托卡馬克都很重要，所以在磁島結(jié)構(gòu)下快離子的平行電流問題是值得研究的，而且理

2、解磁島對快離子平行電流的影響，反過來也有助于分析快離子對新經(jīng)典撕裂模的作用，從而探索抑制撕裂模的物理機制。
　　我們主要使用數(shù)值模擬方法，利用GTC程序?qū)Υ艒u中通行的快離子的平行電流進行計算，并通過改變通行快離子漂移軌道寬度和磁島寬度的比值來觀察平行電流的變化趨勢。通過模擬結(jié)果我們看到，磁島使快離子的平行電流變平。并且通行快離子漂移軌道寬度和磁島寬度比值越大，變平寬度越小，直至最后消失。我們還發(fā)現(xiàn)了由于使用單向運動的快離子高低場區(qū)

3、電流變平的區(qū)域會偏移磁島區(qū)域，通行快離子漂移軌道寬度和磁島寬度比值越大，變平位置偏離磁島區(qū)域距離越大。
　　我們又計算了通行快離子的軌道和磁島重疊率τ2的大小。擬合得到了τ2對通行快離子軌道寬度△b和磁島寬度w比值的依賴關(guān)系τ2=1/1+△b/w。從結(jié)果看到通行快離子軌道寬度和磁島寬度比值越大，重疊率越小，也就意味著快離子越不容易被磁島約束。所以τ2可以看做是對通行快離子平行電流展平寬度隨△b/w的變化關(guān)系的解釋，兩者的數(shù)值大小都