ITER中的离散阿尔芬本征模.pdf

第27卷 第2期 贵州大学学报 (自然科学版) Vo1．27No．2 2010年 4月 JournalofGuizhouUmvemi~ (NaturalSciences) Apr．2010 文章编号 1000—5269(2010)02—0026—03 ITER中的离散阿尔芬本征模 王 军 ，胡双辉，代清平 (贵州大学理学院物理系，贵州贵阳550025) 摘 要：本文主要研究了ITER稳态运行时的离散阿尔芬本征模的稳定特性。这些磁流体力学 本征模是 引起的气球模驱动势阱中的束缚态。其中，n=一q2Rcl~／dr，q是安全因子， 是等离 子压强和磁场压强的比值， 和，-分别是环形等离子体的大半径和小半径。这些阿尔芬本征模 很容易被高能量粒子激发而演变成不稳定模式而影响环形等离子体的约束性能。 关键词：离散阿尔芬本征模；磁流体力学不稳定性 中图分类号 ：0534 文献标识码 ：A 阿尔芬波是一种沿磁力线传播的横波，这种波 1 基本模型 在磁化等离子体中是非常重要的。在托卡马克中 在轴对称环形约束等离子中，我们采取气球模 这种波可以威胁到等离子的约束。在实验上和理 公式和(s，)平衡模型，当 =r／R≤1时，高凡剪 论上对这种波的研究都取得了很大的进展，很多种 切阿尔芬波的控制方程为： 不同的阿尔芬本征模已经在实验上被观测到并确 d2p／d0+ (1+26ocosO) 一V()6 =0 (1) 认，比如 由于环效应而引起 的阿尔芬本征模 式中：g2=w／toA，∞d=vA／(qR)，VA是阿尔芬 (TAE)，由高能量粒子引起的阿尔芬本征模 速度，0：2(+dA／dr)，取 0=0．2．△是沙弗拉 (EPM)…等等。目前对阿尔芬波的研究在聚变等 诺夫位移 =1+(sO—t~sinO) ，势V(0)表示为 离子体中仍然非常重要。现在运行的实验装置有 = (s一~eosO) ／f 一acosO／f (2) JrI’6O—U，JET，DIII—D等，正在建设的一个大装置 式中：一o。0∞是沿磁力线方向展开的极 是 1TER．ITER是世界上多个国家共同参与建设 向角坐标 。用恰当的边界条件解方程 (1)可以给 的，中国是其中一个主要国家。作为聚变能实验 出物理本征模。从方程(2)看出当10I一∞时， 堆，ITER要把上亿度、由氘氚组成的高温等离子体 O(1／矿)．当10I很大时，方程 (1)变为标准的马休 约束在体积达 837in 的 “磁笼”中，产生 5O万kW 方程，它的解可以表示为却 =exp(go) ()，这里 的聚变功率，持续时间达 500S．50kW瓦热功率已 是一个复数，M(0)是一个周期函数。为了得出 经相当于一个小型热电站的水平。这将是人类第