КРУПНОМАСШТАБНЫЕ МГД-НЕУСТОИЧИВОСТИ В КОМПАКТНОМ ТОРСАТРОНЕ Л-5

摘要

Равновесия со свободной границей в магнитной конфигурации шестипериодного компактного торсатрона Л-5 (проект ИОФРАН, G. M. Batanov, S.E. Grebeshchikov, I.S. Danilkin et al. Plasma Dev. Operat. 11, 161 (2003)) исследуются на устойчивость с применением трехмерного кода CAS3D. Показано, что крупномасштабные идеальные внутренние МГД-моды могут быть надежно обнаружены при нарушении критерия устойчивости Мерсье. Во всех исследованных случаях возмущение внутренних мод имеет баллонный характер, т.е. на внутреннем обходе тора его амплитуда существенно меньше, чем на внешнем. Кроме внутренних мод, локализованных в окрестности рациональных магнитных поверхностей невысокого порядка, обнаружены внешние моды, не имеющие рациональной резонансной магнитной поверхности внутри плазменного шнура и локализованные в окрестности свободной границы плазмы (пилинг-моды). В отличие от токамака со сходным аспектным отношением, где неустойчивости вблизи границы плазмы, связанные с градиентом давления, имеют ярко выраженный баллонный характер, в изученной трехмерной бестоковой магнитной конфигурации пилинг-моды являются квазицилиндрическими (в потоковой системе координат). В работе также кратко обсуждается вопрос о разрушении границы плазмы за счет магнитных полей, создаваемых плазменными токами.