HL-2A װ���и���������������ģ���ȶ����о�

结合HL-2A 装置的参数,在电子回旋共振加热(ECRH)离(在)轴加热的情况下,研究高能量捕获电子驱动的鱼骨模不稳定性。数值结果表明,高能量电子极向比压βh 大于某一个比压阈值βh,crit 时,鱼骨模会被高能量电子激发,其频率随高能量电子极向比压的增大而缓慢增加且与高能量电子的环向进动频率一致;比压阈值βh,crit 随着高能量电子密度剖面峰化程度的增加而减小,但当密度剖面增大到一定值时比压阈值βh,crit 趋近于一个常数。此外,还分析了箍缩角和扰动能对鱼骨模实频和增长率的影响。发现在箍缩角α0 =1附近增长率有一极小值,表明高能量勉强通行电子对鱼骨模具有稳定作用;而扰动能 δWˆc增大时,鱼骨模表现出实频变大而增长率变小的特征,这表明了本底等离子体对鱼骨模有一定的稳定效果。     

聚变等离子体中高能量粒子驱动的鱼骨模不稳定性研究

在考虑高能量粒子密度的空间分布及箍缩角分布的条件下,建立了研究鱼骨模的色散关系,并作了数值研究。结果表明：当高能量粒子的密度高于某个阈值时,鱼骨模会在高能量粒子密度梯度最大处被激发,其频率与高能量粒子的环向进动频率一致。在高β_h 区间,高能量勉强通行粒子将驱动鱼骨模进入第二稳定区。高能量捕获粒子能激发非共振鱼骨模,与勉强通行粒子激发的鱼骨模类似,在高β_h 区存在第二稳定区。     

HL-2A装置反剪切阿尔芬本征模实验观测与模拟验证

利用 AMC 程序获取了不同最小安全因子( q_min )情况下反剪切阿尔芬本征模频率(RSAE)的变化特征： 当最小安全因子 q_min >1 时,RSAE 频率随着 q_min 增大而增大;当 q_min <1 时,RSAE 频率随着 q_min 减小而增大。这 与简化 RSAE 色散关系给出的频率相符。在 HL-2A 电流爬升期间和锯齿期间分别发现了 q_min >1 和 q_min <1 情况下 缓慢向上扫频的模。这些模的频率介于环向阿尔芬本征模和比压阿尔芬本征模之间,与 AMC 得到的 RSAE 模频 率一致,模的径向结构由单一极向谐波组成,并且高度局域在 q_min 附近,具有典型的 RSAE 特征。     

环位形下鱼骨模驱动快离子输运的数值模拟研究

考虑包含动理学效应的鱼骨模结构,使用导心轨道程序 ORBIT,在磁面坐标下研究了不同的扰动模 幅度、频率对快离子再分布的影响,并分析了粒子与扰动发生共振的条件。模拟得出,鱼骨模扰动会使快离子在 实空间、相空间中发生再分布,芯部( ψ_p/ψ _w≤0.2 ,ψ_p 为极向磁通,ψ_w 为最后一个闭合磁面的磁通)快离子密 度下降约 20%,中间磁面位置上( ψ_p/ψ _w≥0.2,ψ_p/ψ _w≤ 0.6)的快离子密度增加约 7%;通过扫描频率发现,相空间中快 离子的再分布对模式频率敏感,并分析了快离子与鱼骨模扰动共振的条件。     

应用高速CCD诊断研究HT-7装置边界等离子体旋转

在HT-7装置上建立了一套高速CCD可见光成像诊断,测量了边界等离子体的可见光辐射成像。在HT-7装置放电中,首次观察到在等离子体边界区域存在一条极向旋转的可见光辐射带,由CCD诊断系统得到其极向旋转的频率为858Hz。根据多道H_α阵列测量得到极向旋转频率为952Hz。多道磁探针信号测量发现,等离子体内部存在m/n=3/1的电磁模,该模的旋转频率为972Hz。从电子回旋辐射诊断系统得到的电子温度剖面发现该模的磁岛宽度约为2.5cm。     

BaVS3晶格动力学研究

采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,在局域密度近似下采用线性响应的密度泛函微扰理论研究了具有六角结构的BaVS₃化合物的晶格动力学性质,得到了整个声子谱.计算得到的Γ点拉曼频率和实验数据进行了比较,其中E²_2g模、A_1g模和实验测量值符合得比较好.对于E³_2g模,采用线性响应计算的结果与实验值差别较大.对该模应用冻结声子方法研究后认为差异主要是由于E³_2g模的较强的非谐性引起的.此外V原子在平面内的振动模E¹_2u出现了虚频.虚频的出现预示着六角相的BaVS₃结构的不稳定性,从而很好地解释了该材料由六角相到正交相的结构相变. 关键词： 晶格动力学 密度泛函 赝势方法 3')" href="#">BaVS₃     

产生高β托卡马克中高能电子的电子迴旋共振加热方法

Rosenbluth等人曾建议在托卡马克外侧产生少量高能香蕉粒子就可以稳定气球模,使托卡马克过渡到第二稳定区运行。本文就设计了一种用电子迴旋共振加热(简称ECRH)在反应堆托卡马克中产生这样的高能电子的方法:在托卡马克外侧,主要沿小环θ方向射入一束具有有限N_∥和某一合适频率ω的射频波,使波束主要在一个磁面附近的窄层内传播,利用高次谐频接力式加热把处于分布函数尾部的少量电子变成这样的高能电子。用各向异性弱相对论介电系数理论作数值计算发现,当N_∥和ω取适当值时,寻常模和异常模都有明显的加热作用。 关键词：     

电子温度各向异性对螺旋波等离子体中电磁模式的传播及功率沉积特性的影响

采用考虑粒子温度各向异性热等离子体介电张量模型,借助磁化、均匀密度分布等离子体中电磁波的一般色散关系,在低磁场、低气压螺旋波等离子体典型参量条件下,理论分析了电子温度各向异性对电磁模式传播特性和角向对称模功率沉积的影响.研究结果表明:对于给定的纵向静磁场B₀(或波频率ω),存在一个临界波频率ω_cr(或纵向静磁场B_0,cr),当ω>ω_cr(或B₀0,cr)时,电子回旋谐波遭受的阻尼开始显著增大;相比粒子温度各向同性情形,粒子温度各向异性彻底改变了波的传播特性,即相位常数和衰减常数均出现峰值现象;在考虑电子有限拉莫尔半径效应和电子温度各向异性情形下,Trivelpiece-Gould (TG)波碰撞阻尼在整个电磁波功率沉积中占据主导地位,电子纵向温度T_e,//存在某一临界值,在此临界值处TG波功率沉积出现峰值P_abs,TG,且随着T_e,⊥/T_e,//的减小,...     

偏心电子注激励周期加载波导角向非对称模衍射辐射

周期加载波导中匀速带电粒子的衍射辐射是产生较高频段可调谐太赫兹电磁辐射（频率高于1 THz）的有效方法.对圆柱形周期加载波导中偏心电子注产生的衍射辐射现象,进行了严格的理论分析和粒子模拟验证.研究表明,偏心电子注在波导中除了激励起角向对称模（TM₀波）以外,还将激励起角向模式为1（HE₁波）和2（HE₂波）的角向非对称模.并且电子注偏离轴线距离越大,激励的角向非对称模场强越强.每个模式的功率随电子注的激励位置呈变态贝塞尔函数平方关系变化,与电子注电流平方成正比.理论分析与计算机模拟的结果符合较好.研究结果将为发展该类可调谐太赫兹辐射源提供理论依据.     

可能的原子核形状及硬度演化性质:基于能量面计算的系统分析(英文)

基于（β₂,γ,β₄）形变空间下对-形变自洽的原子核能量面计算方法,系统研究分析了50 < Z < 82区偶偶核的形状及硬度演化特征。计算的平衡形变与其它理论预言及存在的实验值进行了对比。从相应的形变势能曲线提取了与β₂及γ相关的硬度参数C_β,C_γ,这与实验观测到的低位β及γ振动带信息相符。还简要讨论了转动情况下的硬度演化,例如基于蜈蚣型E-GOS曲线,表明存在不可忽略的振动效应。Nuclear shape and stiffness evolutions in even-even nuclei with 50 < Z < 82 are systematically analyzed in terms of the pairing-deformation self-consistent nuclear-energy-surface calculation in (β₂,γ,β₄) deformation space. Calculated equilibrium deformations are presented and compared with other theoretical predictions and available experimental data. The stiffness parameters C_β and C_γ respectively related to quadrupole deformations β₂ and γ are determined from the deformation energy curves, which are consistent with the observed low-lying β and/or γ bands. The stiffness evolution under rotation along the yrast line is briefly discussed, e.g., on the basis of the centipidelike E-GOS curves, showing an unnegligible vibration effect.     

�۱���������и������������������ģ���ȶ����о�

A general dispersion relation for fishbone mode is obtained when spatial density profile and pitch angle profile are taken into account. The fishbone modes can be driven into the second stable regime by barely passing energetic particles in high β_h region. The nonresonant fishbone mode can be induced by trapped energetic particles. Similar to the resonant fishbone modes, the nonresonant fishbone modes can also be driven into the second stable regime by trapped energetic particles and the real frequency linearly increases with increasing β_h.     

Destabilization of internal kink modes at high frequency by energetic circulating ions

A theoretical model is proposed to interpret the high-frequency fishbone instability observed in tangential neutral-beam-injection discharges in a tokamak. It is shown that, when the beam ion beta exceeds a critical value, energetic circulating ions can indeed destabilize the internal kink mode through circulation resonance at a high frequency comparable to the circulation frequency of the energetic ions. The critical beta value of the energetic ions, the real frequency, and the growth rate of the mode are in general agreement with the high-frequency fishbone instability observed in experiments.     

低杂波电流驱动中的雪崩逃逸增强及鱼骨不稳定性

等离子体中存在的一定数量的高能逃逸电子（E≥1MeV)通过大角度库仑散射从等离子体中碰撞出二次电子，二次电子被低杂波有效地加速成为逃逸电子，这些逃逸电子又被正反馈回等离子体，形成雪崩现象。在此过程中，一部分获得较大横向动量的二次电子或由低杂波驱动的高能电子可能被香蕉轨道捕获，这些被捕获在磁岛中的电子与某种模式的磁场扰动共振时，就出现鱼骨不稳定现象。     

典型甚低频电磁波对辐射带高能电子的散射损失效应

辐射带中高能电子与空间甚低频电磁波由于波粒共振相互作用发生投掷角散射, 进而沉降入稠密大气而损失. 为研究甚低频电磁波对辐射带中高能电子的散射作用机制, 本文基于准线性扩散理论, 利用库仑作用和波粒共振相互作用扩散系数的物理模型, 得到了两组典型甚低频电磁波与高能电子波粒共振相互作用的赤道投掷角弹跳周期平均扩散系数, 并分析了甚低频电磁波共振散射作用与大气库仑散射作用对不同磁壳及不同能量的辐射带电子扩散损失的影响规律. 以磁壳参数L=2.2, 能量E=0.5 MeV的辐射带电子作为算例, 采用有限差分方法数值求解扩散方程, 计算分析了电子单向通量和全向通量随时间的沉降损失演化规律. 研究结果表明: 当电子能量大于0.5 MeV, 磁壳参数大于1.6时, 甚低频电磁波的共振散射作用显著; 随着磁壳参数或电子能量的增大, 斜传播甚低频电磁波引起的高阶共振相互作用越来越大; 电子全向通量近似随时间呈指数函数形式衰减.     

Internal kink instability during off-axis electron cyclotron current drive in the DIII-D tokamak

Experimental evidence is reported of an internal kink instability driven by a new mechanism: barely trapped suprathermal electrons produced by off-axis electron cyclotron heating on the DIII-D tokamak. It occurs in plasmas with an evolving safety factor profile q(r) when q(min) approaches 1. This instability is most active when ECCD is applied on the high field side of the flux surface. It has a bursting behavior with poloidal/toroidal mode number = m/n = 1/1. In positive magnetic shear plasmas, this mode becomes the fishbone instability. This observation can be qualitatively explained by the drift reversal of the barely trapped suprathermal electrons.     

Oscillating two-stream instability of a plasma wave in a plasmachannel

A long wavelength Langmuir wave (ω₀, k₀), propagating through a parabolic plasma density channel, can decay into a low-frequency mode (ω,k&oarr;) and two short wavelength Langmuir wave sidebands (ν_1,2,k&oarr;_1,2 ), via two-stream instability where ω_1,2=ω∓ω₀ and k&oarr;_1,2=k&oarr;∓k&oarr;₀. Depending on the mode number n, the growth rate maximizes in the range γ_max≃0.1ω_pi-0.4ω_pi for the range of k from 0.1(ω_pi/c_s) to 0.2(ω_pi/c_x) for ν₀~ν_th where ν₀ and ν_th are the oscillatory and thermal velocities of electrons, ω_pi is the ion plasma frequency on the axis, and c_s is the sound speed. The growth rate increases with the width a of the plasma density channel. It decreases with the mode number. The instability may be relevant to laser based charged particle accelerators     

Verification of Energetic-Particle-Induced Geodesic Acoustic Mode in Gyrokinetic Particle Simulations

The energetic-particle-induced geodesic acoustic mode(EGAM) is studied using gyrokinetic particle simulations in tokamak plasmas.In our simulations,exponentially growing EGAMs are excited by energetic particles with a slowing-down distribution.The frequencies of EGAMs are always below the frequencies of GAMs,which is due to the non-perturbative contribution of energetic particles(EPs).The mode structures of EGAMs are similar to the corresponding mode structures of GAMs.Our gyrokinetic simulations show that a high EP density can enhance the EGAM growth rate,due to high EP free energy,and that EPs' temperature and the pitch angle of the distribution modify the EGAM frequency/growth rate by means of the resonance condition.Kinetic effects of the thermal electrons barely change the EGAM frequency,and have a weak damping effect on the EGAM.Benchmarks between the gyrokinetic particle simulations and a local EGAM dispersion relation exhibit good agreement in terms of EGAM frequency and growth rate.