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(huì)排出大量高能粒子和熱量，導(dǎo)致等離子體的約束變差。本文主要針對(duì)在Tore Supra托卡馬克裝置上低雜波電流驅(qū)動(dòng)加熱的實(shí)驗(yàn)，和在HL-2A托卡馬克裝置上高功率的電子回旋加熱實(shí)驗(yàn)中，觀測(cè)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(qiáng)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(jìn)動(dòng)頻率的貢獻(xiàn)的條件下，推導(dǎo)了勉強(qiáng)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(shí)驗(yàn)裝置中的參數(shù)對(duì)推導(dǎo)的魚骨模的色散方程進(jìn)行求解，通過(guò)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(zhǎng)率比（1/1）模的增長(zhǎng)率大。這個(gè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。本文還通過(guò)電子的捕食-被捕食模型模擬了勉強(qiáng)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(yùn)用BORIS算法求解了在ITER裝置

3、中考慮徑向電場(chǎng)時(shí)的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方程。該電場(chǎng)是通過(guò)負(fù)電勢(shì)梯度得出，電勢(shì)分布是做為極向磁通的二次函數(shù)引入。通過(guò)模擬結(jié)果可以看出電勢(shì)的二次系數(shù)A和一次系數(shù)B對(duì)離子的全軌道和離子損失率有不同的影響。通過(guò)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(zhuǎn)變。
　　本文主要提出的理論觀點(diǎn)為HL-2A裝置實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)的電子魚骨模頻率跳變現(xiàn)象解釋為是勉強(qiáng)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(shí)的電子