环形轴对称锐边界等离子体的扭曲模不稳定性

本文对任意环径比、任意β值、任意截面形状的轴对称锐边界等离子体,给出了正确的边界条件,导出了无导体壳和存在导体壳两种情况下扭曲模稳定性的能量矩阵,对环向波数n为1,2,3的能量矩阵,给出了可快速、精确积分的具体形式,对不同环径比和不同拉长度b/α的椭圆形、跑道形(包括圆形)截面的等离子体进行了数值计算。计算结果表明,跑道形截面等离子体的临界β值比相应的椭圆形截面的β值高,随着b/α的增大,跑道形截面的临界β值也增加。导体壳有一定的稳定作用。从系统稳定性边缘态的本征矢量来看,存在导体壳时极向扰动的最大分量是模数1的扰动。与J.P.Freidberg和W.Grossmann的工作比较,在环径比为2时,圆截面等离子体的临界β值相差23％,临界q值相差15％。