快電子激發(fā)比壓阿爾芬本征模的回旋動(dòng)理學(xué)模擬.pdf

1、可控磁約束核聚變的目的是解決現(xiàn)在以及很長一段時(shí)間的能源問題。聚變能具有清潔、原材料豐富的優(yōu)點(diǎn)，可以說是未來能源的重要組成部分。而托卡馬克，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)可控核聚變最有可能的途徑之一。在托克馬克中，阿爾芬不穩(wěn)定性可能會(huì)引起快粒子的損失，損失的粒子會(huì)撞到第一壁造成破壞，直接關(guān)系到聚變能的產(chǎn)出和安全問題。因此理解托卡馬克中阿爾芬波的物理顯得非常重要。
　　在本篇論文的研究工作中，進(jìn)一步的發(fā)展了大規(guī)模并行動(dòng)理學(xué)模擬程序GTC，添加了漂移動(dòng)理

2、學(xué)快電子模塊，首次通過全局回旋動(dòng)理學(xué)粒子模擬研究了由快電子激發(fā)的比壓阿爾芬本征模(fast-electron-drivenβ-induced Aflvén eigenmode，簡稱e-BAE)，同時(shí)驗(yàn)證了用漂移動(dòng)理學(xué)模型模擬快電子引起的阿爾芬本征模的可行性。模擬結(jié)果顯示e-BAE是一支沿著快電子逆磁漂移方向傳播的行波，這與實(shí)驗(yàn)觀測的結(jié)果相吻合。e-BAE的極向模結(jié)構(gòu)顯示其接近于理想磁流體力學(xué)波。通過對快電子擾動(dòng)分布函數(shù)在相空間結(jié)構(gòu)分析，

3、顯示只有捕獲快電子的進(jìn)動(dòng)共振激發(fā)了e-BAE。
　　接下來進(jìn)一步研究了e-BAE的非線性物理。在弱驅(qū)動(dòng)情況下，e-BAE出現(xiàn)了掃頻現(xiàn)象。通過對快電子分布函數(shù)在相空間的分析，發(fā)現(xiàn)其有很好的clump-hole結(jié)構(gòu)，并且隨著模的演化，更多的的粒子參與了共振。通過試驗(yàn)粒子在(ζ，Pζ)空間的軌道分析，說明掃頻的過程跟共振島的形成和破壞有相關(guān)性。在強(qiáng)驅(qū)動(dòng)情況下，模擬結(jié)果顯示除了e-BAE，還激發(fā)出另一支更加低頻的阿爾芬本征模，比壓驅(qū)動(dòng)的阿