托卡馬克等離子體中TEM模和ITG模的研究.pdf

1、等離子體的反常輸運(yùn)和微觀不穩(wěn)定性研究一直是磁約束聚變研究中重要的課題。普遍認(rèn)為，微觀的漂移波模，像捕獲電子模（TEM）和離子溫度梯度模（ITG）等，是引起等離子體反常輸運(yùn)的重要原因。因此，如何抑制這些微觀漂移波模，對(duì)于提高等離子體的約束性能有重要的意義。本文基于回旋動(dòng)理學(xué)的積分本征方程，對(duì)托卡馬克中的TEM模和ITG模進(jìn)行了深入研究。
　　首先詳細(xì)研究了在短波長(zhǎng)的TEM（SWTEM）模和短波長(zhǎng)的ITG（SWITG）模的基本性質(zhì)。結(jié)

2、果表明，TEM模和ITG模的KP譜具有兩個(gè)峰值。捕獲電子份額越大時(shí)，TEM模和ITG模有更寬的KP譜。對(duì)溫度梯度、環(huán)效應(yīng)，磁剪切等參數(shù)進(jìn)行討論表明：SWTEM模沿著電子的抗磁漂移方向傳播，而且對(duì)于模的激發(fā)捕獲電子溫度梯度存在閾值；離子溫度梯度對(duì)SWTEM模有強(qiáng)的穩(wěn)定效應(yīng)；在環(huán)效應(yīng)n0.1的區(qū)域或磁剪切s0.5的區(qū)域，SWTEM模會(huì)被抑制；存在更大份額的捕獲電子時(shí)，SWTEM模和SWITG模表現(xiàn)更大的不穩(wěn)定性。
　　然后，單獨(dú)研究了

3、雜質(zhì)模的基本性質(zhì)。雜質(zhì)模驅(qū)動(dòng)的等離子體不穩(wěn)定性通常隨雜質(zhì)離子的質(zhì)量和電荷數(shù)增大而增大，但也有反常的情況，質(zhì)量很大的雜質(zhì)離子可能導(dǎo)致更小的不穩(wěn)定性。雜質(zhì)模的激發(fā)必須使雜質(zhì)離子濃度超過(guò)一定的閾值，且雜質(zhì)離子越輕，電荷數(shù)越低，閾值越大。更強(qiáng)或更弱的磁剪切效應(yīng)都有利于抑制雜質(zhì)模的不穩(wěn)定性。
　　最后，由于雜質(zhì)模和TEM模絕大部分是存在于等離子體邊緣區(qū)域，研究了雜質(zhì)模和TEM模的共存問(wèn)題。結(jié)果表明：在電子密度分布的特征長(zhǎng)度與雜質(zhì)密度分布的特