TAEモードの非線形時間発展

TAE 模式的非线性时间演化

基本信息

批准号：
11780363
负责人：
藤堂泰
金额：
$ 0.9万
依托单位：
National Institute for Fusion Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

1.トロイダルアルヴェン固有モード(TAE)の空間構造が振幅に依存せず変化しないと仮定し、その振幅及び位相と高速イオン非線形運動を自己無撞着に追跡する、いわゆる「摂動論的非線形シミュレーションコード」を開発した。2.そのコードを用いて、TFTR(米国)における中性粒子入射実験において観測されたTAEバーストとそれに伴った高速イオン損失に関する計算機シミュレーションを実行した。物理的条件は実験に即した現実的なものとした。高速イオンは110keVに相当する、ほぼアルヴェン速度に等しい一定の速度で入射され、加熱パワーは10MWである。TAEによってプラズマ周縁に輸送された高速イオンは取り除かれる。磁気面は同心円状として、トロイダルモード数が1-3の3つのTAEを考慮した。それぞれのTAEの減衰率は常に一定で、2×10^5[s^<-1>]とした。磁場強度は磁気軸上で1[T]であり、アスペクト比3.2、安全係数は小半径の二乗に比例して変化し、中心で1.2、周縁で3.0であり、高速イオン減速時間は100[ms]とした。3.3つのTAEが同期したバーストが一定の時間間隔1.8[ms]で発生した。これは実験値の2.2[ms]とよく一致している。高速イオン蓄積エネルギーは古典的減速分布の20%で飽和した。各バーストに伴って高速イオン蓄積エネルギーが9%減少した。これも実験における推定値である7%とよく一致している。高速イオン分布の時間発展を解析した結果、高速イオン分布がほぼ限界安定状態となり、その近傍でゆらいでいることが明らかになった。また高速イオンの損失機構について解析し、最大振幅状態では全位相空間が、重なり合った共鳴領域で埋め尽くされていることがわかった。つまり最大振幅状態では高速イオンの軌道は確率的となり、共鳴の重なり(resonance overlap)が高速イオンの大局的輸送をもたらしていることが明らかになった。

1。假设Troydal Alven特异性模式（TAE）的空间结构不会因振幅而变化，则它跟踪其幅度和相位以及高速离子非晶体运动而没有冲突，因此被称为“线性仿真代码”。是开发的。 2。使用代码，进行了TFTR（美国）中的中性粒子事件实验中观察到的TAE爆发，并执行了伴随其执行的高速离子损失的计算机模拟。与实验一致的物理条件是现实的。高速离子以恒定的速度入射，几乎相当于ALVEN速度，相当于110KeV，而加热能力为10MW。去除了通过TAE运输到血浆外围的高速离子。磁表面是一个同心圆，三个TAE被认为为1-3，troyedal模式为1-3。每个TAE的衰减率始终是恒定的，2×10^5 [S^<-1>]。磁场强度在磁轴上为1 [t]，纵横比为3.2，安全系数与小半径平方的比例变化，中心为1.2，外围边缘为3.0，高速速度离子减速时间为100 [MS]。在特定时间间隔1.8 [ms]时，由3.3 TAE同步的爆发发生。这与2.2 [MS]的实验值一致。高速离子积累能在经典减速分布的20％下饱和。每次爆发时，高速离子积累能量下降了9％。这也与7％（实验中的估计值）一致。由于分析了高速离子分布的时间发展，很明显，高速离子分布几乎是稳定的，并且在附近散落。此外，对高速离子的损耗机理进行了分析，并发现在最大振幅状态下的重叠共振区域中填充了总相空间。换句话说，在最大振幅中，高速离子的轨迹变得随机，很明显，共振重叠带来了高速离子的大型运输。