KT—5B托卡马克上阿尔芬波加热实验中天线阻抗的测量

一、引 言 托卡马克等离子体中的阿尔芬波加热实验研究自80年代初以来取得了许多有价值的实验结果。在阿尔芬波加热实验中,天线辐射阻抗的测量是十分重要的。天线辐射阻抗的变化不仅直接反映了阿尔芬波与等离子体之间的能量耦合情况,而且也反映了波在等离子体中传播过程的某些物理特性。例如,出现离散阿尔芬波(DAW模)或表面静电波(SEW模)便会使阻抗出现较大的峰值。因此,探索一种简便易行又能反映阻抗随放电时间变化的细微     

阿尔芬波加热研究中的新颖纵向天线

本文提出了一种用于托卡马克等离子体中阿尔芬波加热用的新颖纵向天线。这种天线提供了研究高阶模的可能性,而且激发的波谱纯度较高,对于(n,m)=(2,2)的主模占的比重达0.87,优于目前用于阿尔芬波加热的各种天线。本文还给出了磁场分布的模拟实验结果和角向屏蔽效果的测量结果。     

阿尔芬波加热低β托卡马克等离子体的数值分析

本文对托卡马克等离子体阿尔芬波加热的动力学问题提出了一种新的处理方法,该方法简便、直观,并适用于其他波加热动力学问题的数值分析。     

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采用本征模式的数值打靶方法研究了离散阿尔芬本征模在DⅢ-D高性能运行条件下的物理特性,包括负磁剪切位形、高性能加热、正反中性束注入、内部输运垒以及高自举电流和甚高约束运行状态对这种阿尔芬模式的影响。在DⅢ-D托卡马克装置负磁剪切位形及先进运行状态实验参数下这些离散阿尔芬本征模存在于宽的径向区域,且具有广泛的本征频谱;高性能加热、同向中性束注入以及内部输运垒的存在有利于产生多个较深的气球模驱动势阱,由之得以很好地形成这种阿尔芬束缚态本征模;在高自举电流和甚高约束运行条件下这些离散阿尔芬本征模束缚态能够在更广的径向区域存在,且可具有较高的本征频率。另外,参照DⅢ-D装置放电实验数据的时间演变情况,这些离散阿尔芬本征模能在很宽的运行参数范围内出现,使之成为该类大型托卡马克实验中可能广泛存在的潜在不稳定性。     

磁化热等离子体中短波漂移阿尔芬涡旋

本文研究低β磁化热等离子体中非线性短波漂移阿尔芬波。我们导出了描述磁化等离子体中短波漂移阿尔芬波的非线性方程组,求出了该方程组的偶极涡旋解,这种解属于Rossby型涡旋,涡旋的势在离涡旋中心远处的渐近行为是按指数衰减的。     

非均匀磁场中的剪切阿尔芬波涡旋

本文研究了非均匀磁场中非线性剪世阿尔芬波，研究表明，在非均匀磁场情况下，阿尔芬波通过自相互作用也可以形成避域涡旋结构。磁场的非均匀性将导致传播区的展宽。     

阿尔芬高斯波包演化为阿尔芬孤波的条件及阿尔芬波的调制不稳定性判据

通过计算阿尔芬孤波的运动常数C1，发现消零孤波（vanishing soliton）均满足C1≤0，结合其他研究者关于阿尔芬波调制不稳定性的定性结论，提出阿尔芬波包演化为孤波的条件为C1≤0.数值计算结果支持了这个猜测.同时计算结果还表明,最终演化成的孤波数目既不完全依赖于积分常数C0，也不完全依赖于C1 .文献［1］和［2］所得的结论源于演化时间太短.通过与其他文献比较，发现C1≤0还可以作为阿尔芬波的调制不稳定性判据. 关键词： 阿尔芬波 derivative nonlinear Schrdinger方程 调制不稳定性判据 孤立波 高斯波包     

“太阳-B”观测卫星发现太阳风喷口

日本、美国和欧洲的研究人员在最新一期美国《科学》杂志上报告说，他们借助太阳观测卫星“太阳-B”发现了太阳上的太阳风喷口和可能与“日冕加热”现象有关的阿尔芬波．     

托卡马克等离子体中动力剪切阿尔芬波不稳定性的数值研究

在托卡马克等离子体中，由于极向对称被破坏，剪切阿尔芬波（sAw）连续谱有间断特征。在低频情形，当｜ω｜〈〈｜ωA｜=νA/qR时，已经证明有限离子温度梯度使SAW连续谱变得不稳定。这里，νA是阿尔芬波速度，q和R分别表示安全因子和通量面大半径。最近，用多尺度渐进技术又证明，由于托卡马克等离子体中有限离子拉摩半径和漂移轨道宽度的影响，在不稳定剪切阿尔芬连续谱中可能存在离散模对理想磁流体动力学（MHD）不稳定是稳定的。     

阿尔芬波加热托卡马克等离子体的能量平衡问题

本文用“剖面不变性”确定等效电子热导系数,研究了TCA装置上阿尔芬波加热的能量平衡,结果与实验符合很好。证明本文所用的方法对不同装置、不同加热方式都适用。     

Ion pickup by intrinsic low-frequency Alfven waves with a spectrum

<正>Ion pickup by a monochromatic low-frequency Alfven wave,which propagates along the background magnetic field,has recently been investigated in a low beta plasma(Lu and Li 2007 Phys.Plasmas 14 042303).In this paper, the monochromatic Alfven wave is generalized to a spectrum of Alfven waves with random phase.It finds that the process of ion pickup can be divided into two stages.First,ions are picked up in the transverse direction,and then phase difference(randomization) between ions due to their different parallel thermal motions leads to heating of the ions.The heating is dominant in the direction perpendicular to the background magnetic field.The temperatures of the ions at the asymptotic stage do not depend on individual waves in the spectrum,but are determined by the total amplitude of the waves.The effect of the initial ion bulk flow in the parallel direction on the heating is also considered in this paper.     

用快波加热燃烧等离子体

在把离子伯恩斯坦波处理成对快阿尔芬波的响应下，导出了点火托卡马克等离子体的离子回旋共振加热的二阶模转换方程。这个二阶方程的数值积分表明，结果与由高阶方程的计算很好地一致。只有在弱阻尼的情况下，α粒子吸收的功率才是重要的。     

Alfvén waves in temperature anisotropic Cairns distributed plasma

The dispersion relations and Landau damping of Alfven waves in kinetic and inertial limits are studied in temperature anisotropic Cairns distributed plasma.In the case of kinetic Alfven waves(KAWs),it is found that the real frequency is enhanced when either the electron perpendicular temperature or the non-thermal parameter A increases.For inertial Alfven waves(IAWs),the real frequency is slightly affected by the electron temperature anisotropy and A.Besides the real frequency,the damping rate of KAWs is reduced when the electron perpendicular temperature or A increases.In the case of IAWs,the temperature anisotropy and A either enhance or reduce the damping rate depending upon the perpendicular wavelength.These results may be helpful to understand the dynamics of KAWs and IAWs in space plasmas where the non-Maxwellian distribution of particles are routinely observed.     

KT-5B托卡马克等离子体中剪切Alfven波的激发特性

本文报道最近在KT-5B托卡马克装置上进行Alfven波激发特性研究的实验结果。结果表明:Alfven波存在比较宽的激发区域,耦合强度随等离子体电流、纵向磁场的上升而增强。观测到温度阈值效应,并初步得到表面静电波的实验证据。 关键词：     

Warm plasma dispersion relation of the fast Alfven wave forasymmetrical heating current drive

Experimental observation of current drive by asymmetrical heating of ions in the Texas Tech Tokamak suggests that penetration of the fast Alfven wave near the fundamental ion-cyclotron resonance is restricted. A numerical study of the warm plasma dispersion relation near the ion-cyclotron resonance does indeed show this effect. The data reveal that, as the wave approaches the resonant layer from the high or low field side of the torus, it first passes through a region where asymmetrical heating takes place and the wave energy is absorbed by ions moving with high velocity parallel to the magnetic field     

Discrete Alfven eigenmodes in international thermonuclear experimental reactor operations with negative magnetic shear

Discrete Alfven eigenmodes in steady-state operation scenarios with negative magnetic shear in the international thermonuclear experimental reactor are investigated in this paper. These magnetohydrodynamic eigenmodes are trapped by the s-induced potential wells along the magnetic field line. Here α = -q2Rdβ/dr with q being the safety factor, the ratio between plasma and magnetic pressures, and R the major radius, and r the minor radius. Due to negligible continuum damping via wave energy tunneling, these Alfven eigenmodes could be readily destabilized by energetic particles.