低雜波電流驅(qū)動下快電子慢化功率的計算與分析.pdf

1、低雜波電流驅(qū)動是非感應電流驅(qū)動的重要手段之一，由于其具有較高的耦合效率和驅(qū)動效率、低雜波電流驅(qū)動所需的大功率源比較容易獲得以及低雜波在托卡馬克等離子體中傳播的過程和電流驅(qū)動機制的物理圖像比較清晰等優(yōu)點，因此國內(nèi)外托卡馬克裝置上都單獨或協(xié)同地利用它來實現(xiàn)非感應電流驅(qū)動。低雜波在環(huán)向與電子通過朗道阻尼作用，把動量和能量傳給平行于磁場方向的速度與波的相速度近似的電子，使得這些電子在沿著波動量方向的運動速度增加，形成電流，即低雜波驅(qū)動電流(LH

2、CD)。這些攜帶電流的快電子(或者稱為超熱電子)在環(huán)向與背景等離子體碰撞，導致等離子體溫度升高，因此低雜波用于驅(qū)動電流和加熱的功率分配問題成了一個及其重要的物理問題。
　　 本文以熱核聚變等離子體為背景，對HT-7托卡馬克裝置參數(shù)和低雜波(LHW)參數(shù)，利用作者最新改進的求解含準線性擴散項和相對論碰撞算子的二維Fokker-Planck方程的程序，并在原有低雜波電流驅(qū)動模擬LHCD程序的基礎上，考慮了快電子與背景等離子體的碰撞吸

3、收，并對該LHCD程序做了適當?shù)母倪M，編寫了快電子碰撞加熱程序。對低雜波電流驅(qū)動下快電子加熱進行了數(shù)值模擬計算，首次得到了低雜波電流驅(qū)動下的加熱功率密度和加熱功率。結(jié)果表明低雜波電流驅(qū)動的快電子與背景等離子體的碰撞主要發(fā)生在低雜波功率沉積和低雜波驅(qū)動電流的區(qū)域，并且相當大的一部分低雜波功率用于背景等離子體加熱。從而進一步清楚了在低雜波電流驅(qū)動中，“驅(qū)動電流”和“加熱背景等離子體”的關系，以模擬計算的形式解決了低雜波電流驅(qū)動實驗中的功率平