旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)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(zhǔn)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(dǎo)致多年來聚變界對(duì)Z箍縮失去興趣,而轉(zhuǎn)向了托卡馬克構(gòu)型。最近隨著百納秒快脈沖功率技術(shù)的發(fā)展和動(dòng)態(tài)Z箍縮的出現(xiàn),聚變界對(duì)Z箍縮重新煥發(fā)了興趣。在動(dòng)態(tài)Z箍縮系統(tǒng)中,等離子體柱在磁壓的驅(qū)動(dòng)下內(nèi)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(zhǎng)率要比其他模式快得多,它是破壞Z箍縮對(duì)稱性的最嚴(yán)重的影響因素,因此研究MRT不穩(wěn)定性,進(jìn)而找到抑制其發(fā)展的技術(shù)方案,對(duì)于動(dòng)態(tài)Z箍縮的任何應(yīng)用而言都是十分重要的。
　　本文在MRT不穩(wěn)定性研究的基礎(chǔ)上,提出了采用方向時(shí)變(旋轉(zhuǎn))的驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)來抑制動(dòng)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(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)對(duì)MRT不穩(wěn)定性的抑制機(jī)理

3、和物理圖像,得到的主要結(jié)論有:(1)在平板位形中,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的所有模式均得到明顯抑制,增長(zhǎng)率均低于(磁場(chǎng)不旋轉(zhuǎn)的)經(jīng)典值;(2)在套筒位形中,優(yōu)化的交替Θ-Z箍縮的主導(dǎo)模式末態(tài)時(shí)的最大e倍數(shù)明顯遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)Θ箍縮或Z箍縮的;(3)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)是一種獨(dú)立于有限厚度的效應(yīng),磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)的頻率、套筒的厚度均具有單調(diào)的抑制作用,它們的協(xié)同作用會(huì)增強(qiáng)抑制效果;(4)有限厚度效應(yīng)僅在磁場(chǎng)方向時(shí)變時(shí)呈現(xiàn),在標(biāo)準(zhǔn)Θ箍縮Z箍縮中則無體現(xiàn);(5)另外嵌套Θ