磁约束等离子体中的高能量粒子专题编者按

Preface to the special topic:Energetic particles in magnetic confinement fusion plasma

磁约束聚变等离子体中,中性束注入或射频波加热能够产生几十千至兆电子伏特能量的高能量粒子,氘氚聚变产物阿尔法粒子的初始能量为3.5 MeV.高能量离子通常具有较大径向尺度的运动轨道,一般不会冻结在磁力线上,可能还出现直接的轨道损失.由于高能量粒子存在固有的自由能(压强梯度和速度空间各向异性),其特征轨道运动会与剪切阿尔芬波及低频磁体不稳定性发生共振相互作用,激发各种阿尔芬本征模和能量粒子模不稳定性,如环向阿尔芬本征模和鱼骨模等.这些不稳定性与高能量粒子之间的非线性相互作用反过来会导致高能量粒子对流及扩散损失.直接轨道损失和输运损失的高能量粒子有可能轰击在聚变反应堆的第一壁上,缩短第一壁使用寿命,甚至会导致反应堆无法正常运行.