旋轉磁場驅動的磁--瑞利--泰勒不穩(wěn)定性研究.pdf

1、早期的聚變研究中的平衡Z箍縮,由于不可避免地要出現(xiàn)交換/準交換模(k·B=/≈0)不穩(wěn)定性,難以成為一種可能的磁約束聚變系統(tǒng)。避免這種不穩(wěn)定性的一種途徑是放棄柱形幾何位形,這導致多年來聚變界對Z箍縮失去興趣,而轉向了托卡馬克構型。最近隨著百納秒快脈沖功率技術的發(fā)展和動態(tài)Z箍縮的出現(xiàn),聚變界對Z箍縮重新煥發(fā)了興趣。在動態(tài)Z箍縮系統(tǒng)中,等離子體柱在磁壓的驅動下內爆,不可避免地要出現(xiàn)磁-瑞利-泰勒(magneto-Rayleigh-Taylo

2、r,MRT)不穩(wěn)定性。MRT不穩(wěn)定模式與其他不穩(wěn)定模式一起發(fā)展,但MRT不穩(wěn)定的增長率要比其他模式快得多,它是破壞Z箍縮對稱性的最嚴重的影響因素,因此研究MRT不穩(wěn)定性,進而找到抑制其發(fā)展的技術方案,對于動態(tài)Z箍縮的任何應用而言都是十分重要的。
　　本文在MRT不穩(wěn)定性研究的基礎上,提出了采用方向時變(旋轉)的驅動磁場來抑制動態(tài)Z箍縮的MRT不穩(wěn)定性,分別在有限厚度平板和柱形套筒位形中,研究了旋轉驅動磁場對MRT不穩(wěn)定性的抑制機理

3、和物理圖像,得到的主要結論有:(1)在平板位形中,旋轉磁場驅動的所有模式均得到明顯抑制,增長率均低于(磁場不旋轉的)經典值;(2)在套筒位形中,優(yōu)化的交替Θ-Z箍縮的主導模式末態(tài)時的最大e倍數(shù)明顯遠低于標準Θ箍縮或Z箍縮的;(3)磁場方向旋轉是一種獨立于有限厚度的效應,磁場方向旋轉的頻率、套筒的厚度均具有單調的抑制作用,它們的協(xié)同作用會增強抑制效果;(4)有限厚度效應僅在磁場方向時變時呈現(xiàn),在標準Θ箍縮Z箍縮中則無體現(xiàn);(5)另外嵌套Θ