LHCD实验中低混杂波传播的解析分析

低混杂波电流驱动是托卡马克反应堆非感应电流驱动的主要选择方案之一，近期已在较高密度下获得好的驱动效率。LHCD也是我国的两个主要托卡马克实验装置HL－1M和HT－7长期研究项目，在建的两大装置HL－2A和HT－7U也将其列为主要研究内容。LHCD理论研究已开展多年，已有多个计算编码可用于确定波功率沉积和驱动电流剖面。但由于波动率是在多次穿越过程中逐渐沉积的，关于平行折射率的波功率谱在传播过程中存在上移或下移，因此波传播过程的解析分析相当困难，影响我们对物理问题的深入理解。文献[1,2]在静电近似下进行了解析分析，同时所分析的问题中等离子体参数限于ω≈ωpi的情形。本文将对更一般条件下的波传播性质进行分析。

托卡马克低混杂波电流驱动实验中低混杂波传播的解析分析

通过对小参量δ =(ω2pe/ω2 ) -1展开 ,导出了简化但普遍的低混杂波电流驱动 (LHCD)参量状态下的低混杂波色散方程 .讨论了环形效应 (环向磁场的R-1关系及磁面的Shafranov位移 )引起的平行折射率的上移或下移及慢波与快波的模转换条件 ,得到一个关于低混杂波可以向等离子体内部传播的充分条件 ,它与LHCD实验中普遍观察到的密度极限现象有密切联系 .预期的临界密度nec∝f4 / 3 B2 / 3 A4 / 3( f ,B ,A分别为波的频率、磁场强度和环径比 ) ,与圆截面托卡马克装置中LHCD实验结果较好地符合 .关于波传播和平行折射率移动的理论结果可作为子程序用于LHCD的大型计算编码 。