磁剪切对电子在磁岛中热输运的影响

通过数值求解托卡马克等离子体能量输运方程,研究了磁剪切参数对磁岛内电子温度分布和热输运的影响。结果表明,对于不同的安全因子的径向分布,磁剪切参数会影响有效径向热输运系数,剪切程度越高,有效径向热输运系数χ_(r)越大;当磁场扰动程度足够高时,高剪切对有效径向热输运系数χ_(r)影响会降低。

局部反磁剪切位形下高能量粒子模的线性不稳定性分析

在HL-2A装置等离子体放电参数下,模拟研究了局部反磁剪切位形时(存在具有同一安全因子值的多个有理面时)高能量粒子(EP)激发的m/n=2/1的高能量粒子模(EPM),并给出了含有EP驱动和环耦合效应的m/n>1模式的本征值方程。通过数值求解本征值方程,计算了径向模结构,并模拟了EPM增长率和模频率对于EP比压(βh)的依赖关系。计算结果表明,局部反磁剪切位形下捕获EP可以驱动全域的EPM不稳定性,其特征类似于m/n=2/1类鱼骨模,这为相关实验提供了理论解释。通过研究EP参数对模式的影响,发现随着粒子径向分布的平化,模式趋于稳定;当束注入能量增加时,强的阿尔芬连续谱阻尼将导致不稳定性增长率的减小。

中国环流器2号A托卡马克弹丸注入放电中空电流与反磁剪切位形

具备弱剪切或负磁剪切和内部输运势垒的托卡马克运行方式被认为是提高聚变性能的最有前途的方法.中空电流密度剖面与反磁剪切位形是改进堆芯约束和形成内部输运垒的关键条件之一.在中国环流器2号A(HL-2A)弹丸注入实验中,成功地实现了维持时间约为100 ms的中空电流放电.伴随着中空电流剖面的形成,同时形成了反磁剪切位形.由于欧姆加热功率不太高,且没有外部辅助加热,只能在稳定的中空电流放电阶段看到内部输运垒形成的趋势.在弹丸注入后,电子热扩散系数显著降低,说明弹丸深度注入改善了能量约束.等离子体性能的增强:一方面是由于弹丸注入造成中心高度峰化的电子密度剖面;另一方面是由于等离子体中心存在负磁剪切.同时,中空电流位形有利于改善高密度等离子体的稳定性.结果还表明,在中空电流放电中,等离子体比压值是低的.为了提高β_(N)极限,可在等离子体边界附近放置导电壁.HL-2A弹丸注入实验的结果,为在限制器托卡马克上获得高参数放电提供了一种可能.

托卡马克内扭曲模色散关系中的磁剪切量

在托卡马克内扭曲模色散关系的几种表示式中，关于磁剪切量ｓ的作用存在混乱和错误。本文通过检验指出了正确的色散关系式。

负磁剪切位形中等离子体气球模稳定性研究

根据ＭＨＤ气球模稳定性理论，计算了负磁剪切位形中等离子体气球边缘稳定性区域。结果表明，在同样参数下，负磁剪切区域比正磁剪切区域允许更大的β值。

关于磁剪切发展的一个探讨

在以无力磁场的非势特征近似描述磁剪切位形时,无力因子α即可做为磁剪切的量度;而磁剪切的发展则为方程所解析描述.这里G=B/t×B,可称为磁剪切产生函数.该方程表明,磁剪切产生于局地的发电机作用,是磁场与磁流体运动相互作用的结果.相反极性磁结构的挤压,磁通量的浮现与下沉,都可以和剪切运动一样,有效地导致磁剪切的发展.

反磁剪切等离子体中的电阻交换模不稳定性

具有内部输运垒（ITB）的反磁剪切（RS）等离子体位形是在托卡马克中获得高参数的最具前景的途径之一。这种位形不仅改善等离子体约束，而且可以改进象气球模和新经典撕裂模等这类宏观模的稳定性。然而，反磁剪切区域的高压强可以驱动电阻交换模不稳定性，从而破坏中心区的等离子体高参数。为了研究电阻交换模不稳定性的性质，并确定其在RS等离子体中发展的区域，我们利用在HL－2A中使用中性束注入建立的RS位形来分析电阻交换模不稳定性。

负磁剪切环形等离子体中的电子温度梯度不稳定性研究

本文用本征模积分方程研究了环形等离子体中磁剪切为负时由电子温度梯度驱动的不稳定性。考虑了电子的全部动力学效应，强调了稳定性阈值附近的模式行为及相应的湍性输运，给出了磁剪切为负的临界梯度的拟合公式。

负磁剪切等离子体中离子温度梯度驱动不稳定性分析

采用打靶法 ,数值求解了在负磁剪切托卡马克等离子体中离子温度梯度驱动的复本征模方程 .数值计算表明 ,环向旋转剪切流可以整体上改变剪切板 ηi 不稳定性 .在等离子体极小q磁面附近的芯部区域 ,环向剪切流有稳定 ηi

不同初始平衡磁剪切对共振磁扰动诱发的双撕裂模的影响

为了量化分析不同初始平衡磁剪切对共振磁扰动诱发的双撕裂模的影响,提出基于非线性多参数约束的不同初始平衡磁剪切对共振磁扰动诱发的双撕裂模控制模型。构建磁剪切对共振磁扰动诱发的控制约束参量模型,采用极低频外电场持续扰动方法进行不同初始平衡磁剪切对共振磁扰动建模,结合容积卡尔曼滤波方法进行共振磁扰动诱发的抑制处理,提取不同初始平衡磁剪切对共振磁扰动诱发的量化特征量。采用随机量化博弈和定量递归分析方法进行共振磁扰动诱发的双撕裂模自适应控制,分析共振磁扰动诱发对双撕裂模的稳定性控制因素,结合不同的刺激参数进行自适应参数估计和寻优,实现不同初始平衡磁剪切对共振磁扰动诱发的双撕裂模的定量递归分析。仿真结果表明,采用该方法进行共振磁扰动诱发双撕裂模的稳定性控制能力较好,收敛性较强,提高了双撕裂模的磁鲁棒性。

X级耀斑过程中的磁剪切变化(英文)

通过对活动区NOAA 6891中三个X级耀斑前后的向量磁场分析 ,研究耀斑发生条件与耀斑发生前后横向磁场和磁剪切变化的关系。我们发现与Hagyard的耀斑发生条件不同的是 ,强的横向磁场和磁剪切不是活动区中耀斑发生的充要条件。我们的结果表明 ,活动区NOAA 6891 1 991年 30日的耀斑发生在横向磁场和磁剪切剧烈下降后。尽管 1 0月 2 7日的耀斑发生后横向磁场和磁剪切变化很大 ,但由于有新磁流浮现 ,造成磁中性线的改变 ,使得横向磁场和磁剪切变化与耀斑发生的联系变得比较复杂。

改善磁剪切的托卡马克等离子体中芯部输运的减弱

当ｑ分布从其正常的电阻平衡改变以致在磁轴附近的区域中ｑ＞１的磁剪切减小或反向时，许多托卡马克中都观察到辅助加热等离子体约束的自发改善。对整个等离子体约束的影响起因于等离子体内部输运垒的形成，在此处热输运系数和粒子系数都大为减小。这些内部输运垒有时是与独特的磁面，比如剪切反向的磁面联系在一起的。输运的减弱似乎可归因于剪切等离子体流对湍流的抑制作用，在ＴＦＴＲ中现已测到这种作用。

TFTR反磁剪切等离子体中的反常束离子损失

在利用短的氚束脉冲注入氚束加热的具有反磁剪切（RS）的托卡马克聚变实验堆等离子体（PNBI=15MW)的实验中，观测到反常的束离子损失。实验测得的总的14MeV中子发射、沿8个径向位置的中子通量和垂直的等离子体储能与TRANSP的扩展集编码的模拟结果的比较表明，在比氚束脉冲长度Δt=70ms短得多的时间尺度内、大约40％的束功率损失掉了。对照最近JT－60U上的RS实验结果，我们还不能确认这种反常结果来源于磁场的波纹。