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《浙江大学》 2011年
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几何位形及密度分布对托卡马克中环形阿尔芬本征模的影响

王胜  
【摘要】:随着能源危机的临近,聚变能的和平应用受到越来越多的关注。而要实现可控的热核聚变,需将一定密度与极高温度的等离子体约束足够长的时间。但等离子体中的各种不稳定性,往往会破坏等离子体的约束,造成粒子及能量损失。 阿尔芬波是等离子体中常见的低频电磁波。研究发现,虽然非均匀等离子体中的阿尔芬波由于连续谱衰减而不易被激发,但在环形装置(如tokamak)中,由于环形效应导致模耦合,使连续谱断开,形成频率空隙;在空隙中可以存在低衰减的分立的本征模,它们容易被高能粒子驱动而不稳定,从而在一定条件下会造成高能粒子的损失。其中典型的如相邻模耦合形成的环效应剪切阿尔芬本征模(TAE)。 TAE起因于环形约束装置的有限环径比,这已为人熟知。但装置截面形状的变化对TAE有什么样的影响,还不是很清楚。本文通过NOVA code计算不同截面形状(椭圆变形与三角变形)下的阿尔芬连续谱及TAE,发现密度均匀,安全因子q线性分布的情况下,相邻模耦合造成的TAE-gap的频率随拉长比的增大而略有下降,而随三角变形的增加微有升高。对于只有双模耦合的情况,空隙中存在的TAE的模结构变化不大,而频率也随拉长比的增大而下降,随三角变形的增加而升高。但对于径向存在多个模的情况,在密度均匀、安全因子q线性分布的情况下,往往不存在单一的广域的TAE-gap,TAE会与连续谱作用而强烈衰减。通过NOVA code计算不同q分布及密度分布下的多模耦合的阿尔芬连续谱,发现当密度与q平方的乘积随径向变化非常平缓时,可以存在广域的TAE-gap;这时,可能存在无连续谱衰减的TAE。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TL631.24

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