高能量电子激发比压阿尔芬本征模的理论与模拟研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:11875233
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:66.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:A2904.磁约束等离子体
- 结题年份:2022
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:祝佳; 魏士朝; 王涛; 陈昊天; 陈凝飞; 梁天奕;
- 关键词:
项目摘要
One key issue in magnetic confinement fusion research is the energetic particle (EP) related physics. Energetic particle can excite Alfvenic instabilities, and be anomalously transported by Alfvenic instabilities, leading to the violation of the self-sustained operation and damage of reactor inner wall. The EP transport coefficient is closely related to the saturation level of Alfvenic instabilities. In this project, we plan to study the resonant excitation and nonlinear saturation of the energetic electron beta-induced Alfven eigenmode (eBAE). In which, two routes for eBAE nonlinear saturation will be studied, including excitation of low frequency zonal structures and distortion of the energetic electron equilibrium distribution function, and consequently, nonlinear self-consistent evolution of eBAE such as frequency chirping. Our work will further enhance the understanding of eBAE experiments and simulations. The normalized magnetic drift orbit width of energetic electrons in present day small to medium sized tokamaks, is comparable to that of energetic ions in future large machines such as ITER or CFETR, our theory can, thus, provide implications for understanding of energetic ions such as fusion-alphas behaviors in future burning plasmas.
磁约束聚变研究的关键问题之一是高能量粒子相关的等离子体物理。高能量粒子可以激发阿尔芬不稳定性,并被阿尔芬不稳定性反常输运,从而破坏反应堆的自持燃烧并可能损伤装置内壁。高能量粒子的输运系数与阿尔芬不稳定性强度紧密关联。本项目将在多年前期工作的基础之上,对高能量电子激发比压阿尔芬本征模(eBAE)展开研究,研究其共振激发,及非线性饱和的过程。其中,对eBAE非线性饱和考虑两个通道,即eBAE激发低频带状流结构,以及eBAE引起高能量电子的再分布,并导致eBAE的自洽非线性演化如频率啁啾等。我们的工作预期将增强对eBAE相关实验及模拟的理解;并且由于当前中小型装置中高能量电子的用装置小半径归一化的磁漂移轨道半径与未来大型装置如ITER或CFETR中alpha粒子的磁漂移轨道半径可比,我们的工作也将为理解未来燃烧等离子体中的高能量离子的约束性能提供思路。
结项摘要
磁约束聚变研究的关键问题之一是高能量粒子相关的等离子体物理。高能量粒子可以激发阿尔芬不稳定性,并被阿尔芬不稳定性反常输运,从而破坏反应堆的自持燃烧并可能损伤装置内壁。高能量粒子的输运系数与阿尔芬不稳定性强度紧密关联。本项目的研究目标是在多年前期工作的基础之上,对高能量电子激发比压阿尔芬本征模(eBAE)展开研究,研究其共振激发,及非线性饱和的过程。由于当前中小型装置中高能量电子的用装置小半径归一化的磁漂移轨道半径与未来大型装置如ITER或CFETR中alpha粒子的磁漂移轨道半径可比,我们的工作也将为理解未来燃烧等离子体中的高能量离子的约束性能提供思路。..围绕着反应堆中其重要作用的BAE频段的不稳定性,主要的研究成果包括:1、高能量电子共振激发比压阿尔芬本征模的机理的理论与模拟研究;2、eBAE非线性激发带状流并达到非线性饱和的过程;3、通行高能量粒子激发鱼骨模由于相空间非线性过程达到非线性饱和的过程;4、RSAE非线性激发BAE并对燃料离子的直接加热过程。 其中研究内容4有望对反应堆芯部的等离子体燃烧性能产生直接的影响。
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
High frequency mode generation by toroidal Alfven eigenmodes
通过环形阿尔文本征模生成高频模式
- DOI:10.1063/1.5100597
- 发表时间:2019
- 期刊:Physics of Plasmas
- 影响因子:2.2
- 作者:Wei Shizhao;Shi Peiwan;Yu Liming;Chen Wei;Chen Ningfei;Qiu Zhiyong
- 通讯作者:Qiu Zhiyong
Nonlinear Coupling of Reversed Shear Alfven Eigenmode and Toroidal Alfven Eigenmode during Current Ramp
电流斜坡期间反向剪切阿尔文本征模和环形阿尔文本征模的非线性耦合
- DOI:10.1088/0256-307x/38/3/035201
- 发表时间:2021
- 期刊:Chinese Physics Letters
- 影响因子:3.5
- 作者:Wei Shizhao;Wang Yahui;Shi Peiwan;Chen Wei;Chen Ningfei;Qiu Zhiyong
- 通讯作者:Qiu Zhiyong
Nonlinear excitation of a geodesic acoustic mode by toroidal Alfven eigenmodes and the impact on plasma performance
环形阿尔文本征模对测地线声模的非线性激发及其对等离子体性能的影响
- DOI:10.1088/1741-4326/ab1285
- 发表时间:2019
- 期刊:Nuclear Fusion
- 影响因子:3.3
- 作者:Qiu Zhiyong;Chen Liu;Zonca Fulvio;Chen Wei
- 通讯作者:Chen Wei
Nonlinear excitation of geodesic acoustic mode by reversed shear Alfven eigenmodes
反向剪切阿尔文本征模态对测地声模的非线性激励
- DOI:--
- 发表时间:2022
- 期刊:Plasma Science and Technology
- 影响因子:1.7
- 作者:Wang Yahui;Wan Tao;Wei Shizhao;Qiu Zhiyong
- 通讯作者:Qiu Zhiyong
Effects of radial electric field on ion temperature gradient driven mode stability
径向电场对离子温度梯度驱动模式稳定性的影响
- DOI:10.1063/5.0020749
- 发表时间:2021-03
- 期刊:Physics of Plasmas
- 影响因子:2.2
- 作者:Chen Ningfei;Hu Hanyuan;Zhang Xiangyu;Wei Shizhao;Qiu Zhiyong
- 通讯作者:Qiu Zhiyong
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其他文献
Dependence of fishbone cycle on energetic particle intensity in EAST low-magnetic-shear plasmas
EAST 低磁剪切等离子体中鱼骨循环对高能粒子强度的依赖性
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- 发表时间:2020-12
- 期刊:Journal of Plasma Physics
- 影响因子:2.5
- 作者:朱翔;曾龙;仇志勇;郝保龙;申伟;顾翔;吴木泉;唐天;钱金平;刘海庆;江堤;徐立清;张继宗;刘永;臧庆;揭银先;高翔;林晓东
- 通讯作者:林晓东
Geodesic acoustic mode excitation by a spatially broad energetic particle beam
空间宽广的高能粒子束激发测地线声模式
- DOI:10.1063/1.4745191
- 发表时间:2012-08
- 期刊:Physics of Plasmas
- 影响因子:2.2
- 作者:仇志勇;F. Zonca;L. Chen
- 通讯作者:L. Chen
其他文献
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