燃烧等离子体条件下的阿尔芬不稳定性

摘要

阿尔芬波对磁约束核聚变等离子体的稳定和约束具有重要的意义，新型离散阿尔芬本征模（α-induced toroidal Alfvén eigenmode简称αTAE，α是表示等离子体压强梯度大小的一个参数）是托卡马克中存在一种阿尔芬不稳定模式，它具有准边缘不稳定性，能被高能量粒子激发成不稳定模式。国际热核实验反应堆(International Thermonuclear Experimental Reactor，ITER)计划是一项以验证核聚变能科学和技术可行性为目的国际科技合作项目，它的设计运行有感应方案、稳态方案和混合方案。本文采用（s，α）[1]（其中s=r(dq/dr)/q，α=-q2Rdβ/dr）平衡模型来描述这种离散阿尔芬本征模并用数值打靶法求解，得到了在磁流体力学条件下各个势阱内的基态模随s、α变化的趋势图，发现在各个势阱中所束缚模式的频率高低与s、α值相关。接着介绍ITER实验设计运行条件,并据此探究ITER中的?TAE及其由高能量粒子激发的不稳定性，结果表明在ITER中存在这种αTAE，能够被高能量粒子激发成为不稳定模式，且在较宽泛的范围内都能够被激发成不稳定模式。

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前言

第一章 磁约束核聚变

1.1 核能的发展

1.2 受控核聚变

1.3 磁约束聚变

第二章 等离子体与阿尔芬波理论

2.1 等离子体

2.2 阿尔芬波基本理论

2.3 离散阿尔芬本征模

第三章 ITER物理运行及αTAE在正负磁剪切条件下的分析

3.1 ITER物理运行

3.2αTAE的分布及其影响因素

3.3 本章小结

第四章 ITER中高能量粒子对离散阿尔芬本征模的影响

4.1 自举电流、快波、电子回旋、低杂波共同驱动等离子体电流

4.2 负磁剪切时高能量粒子对αTAE的影响

4.3 正磁剪切时高能量粒子对αTAE的影响

4.4 共振条件变化时αTAE的实频和增长率的变化趋势

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 总结与讨论

5.2 工作展望

致谢

参考文献

附录