電子魚骨模頻率躍變理論分析和粒子軌道模擬.pdf

1、魚骨模不穩(wěn)定性是高能粒子與內(nèi)扭曲模共振產(chǎn)生的高能粒子不穩(wěn)定性，這種不穩(wěn)定性會排出大量高能粒子和熱量，導致等離子體的約束變差。本文主要針對在Tore Supra托卡馬克裝置上低雜波電流驅動加熱的實驗，和在HL-2A托卡馬克裝置上高功率的電子回旋加熱實驗中，觀測到的電子魚骨模頻率周期性的跳變現(xiàn)象做了理論分析。依據(jù)魚骨模不穩(wěn)定性的共振條件確定勉強通行電子激發(fā)的電子魚骨模出現(xiàn)了頻率躍變現(xiàn)象，首先，在忽略電子進動頻率的貢獻的條件下，推導了勉強通行

2、的高能電子激發(fā)的魚骨模的色散方程，并利用HL-2A托卡馬克實驗裝置中的參數(shù)對推導的魚骨模的色散方程進行求解，通過求解色散方程得出的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)電子魚骨模頻率在7kHz到13kHz的范圍內(nèi)，模的頻率隨著熱電子的能量增加而增加，并且（2/2）模的增長率比（1/1）模的增長率大。這個結果與實驗結果一致。本文還通過電子的捕食-被捕食模型模擬了勉強通行電子激發(fā)的魚骨模的周期性猝發(fā)行為。
　　此外，本文第五章運用BORIS算法求解了在ITER裝置

3、中考慮徑向電場時的帶電粒子的運動方程。該電場是通過負電勢梯度得出，電勢分布是做為極向磁通的二次函數(shù)引入。通過模擬結果可以看出電勢的二次系數(shù)A和一次系數(shù)B對離子的全軌道和離子損失率有不同的影響。通過改變系數(shù)A和B的大小的方式可以使得離子的香蕉軌道和通行軌道相互轉變。
　　本文主要提出的理論觀點為HL-2A裝置實驗中觀測的電子魚骨模頻率跳變現(xiàn)象解釋為是勉強通行電子激發(fā)的魚骨模在高頻（2/2）模和低頻（1/1）模之間躍變。而且此時的電子