A technique is presented for the analysis of thermal stability in reacting tokamak plasmas using a one-dimensional, time-dependent fluid transport model. Application is made to the analysis of density-related thermal instabilities in a neutral-beam-driven, two-component plasma (TETR) and a conceptual reactor-size ignited plasma (UWMAK-III). A density-driven thermal instability can exist when the particle confinement varies as τp ∝ n. This condition is satisfied by the trapped-ion-mode diffusion model and an empirical model. A time delay in the heating due to finite alpha thermalization does not significantly alter the character of the instability at normal plasma densities. A linear feedback response for the particle source is found to provide a stabilized equilibrium in all cases. Strong radial variation of the transport and physical properties of the plasma is not found to introduce radial-dependent feedback requirements. Feedback on the average density is sufficient for stabilization with moderate response times.
反応性トカマクプラズマにおける熱的安定性の解析手法を、一次元時間依存流体輸送モデルを用いて提示する。この手法を、中性粒子ビーム駆動の二成分プラズマ(TETR)および概念炉規模の点火プラズマ(UWMA-III)における密度関連熱的不安定性の解析に適用する。粒子閉じ込めがτp ∝ nのように変化する場合、密度駆動型の熱的不安定性が存在し得る。この条件は、捕捉イオンモード拡散モデルおよび経験的モデルによって満たされる。有限のアルファ粒子熱化による加熱の時間遅延は、通常のプラズマ密度における不安定性の性質を有意に変化させない。粒子源に対する線形フィードバック応答は、すべてのケースにおいて安定化された平衡をもたらすことが見出される。プラズマの輸送特性および物理的特性の強い径方向変化は、径方向に依存するフィードバック要件を導入しないことが分かる。平均密度に対するフィードバックは、適度な応答時間で安定化に十分である。