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Stabilization of the ideal m=1 internal kink by alpha particles and ICRF heated ions

K.G. McClements, R.O. Dendy, C.G. Gimblett, R.J. Hastie, T.J. Martin1995年被引用 10Nuclear FusionIF 3出版社

The plasma potential energy delta Wtot associated with m=1 internal kink displacements is calculated for JET equilibria, taking into account the presence of alpha particles and ions heated by ion cyclotron resonance frequency (ICRF) waves. In the latter case the heated ion distribution is modelled as a simple function of ICRF parameters, which is consistent with numerical Fokker-Planck calculations. It is likely that the kink energy is an important parameter in determining the properties of sawtooth oscillations: in the ideal limit, positive values of delta Wtot indicate that kink displacements are stable. Alpha particles give rise to a stabilizing kinetic term in delta Wtot, but also exert a destabilizing influence owing to their effect on the Shafranov shift. The alpha particle contribution to delta Wtot is found to be destabilizing when the central value of the safety factor q0=0.75, but stabilizing when q0=0.9. The effect of ICRF heated minority ions can be calculated in terms of fluid and kinetic corrections to delta Wtot. Both trapped and passing ICRF heated ions play a significant stabilizing role. Complete stabilization of the ideal kink mode, due to either alpha particles or ICRF heated ions, is most easily achieved if q0 lies close to unity or if the radius of the q=1 surface is small

日本語訳

プラズマのポテンシャルエネルギーΔWtot(m=1内部キンク変位に関連)は、JET平衡に対して、アルファ粒子とイオンサイクロトロン共鳴周波数(ICRF)波によって加熱されたイオンの存在を考慮して計算される。後者の場合、加熱されたイオン分布は、数値フォッカー・プランク計算と一致するICRFパラメータの単純な関数としてモデル化される。キンクエネルギーは、鋸歯状振動の特性を決定する重要なパラメータである可能性が高い:理想極限では、ΔWtotの正の値はキンク変位が安定であることを示す。アルファ粒子はΔWtotに安定化する運動項をもたらすが、シャフラノフシフトへの影響により不安定化の影響も及ぼす。ΔWtotへのアルファ粒子の寄与は、安全係数の中心値q0=0.75のとき不安定化、q0=0.9のとき安定化することが見出される。ICRF加熱された少数イオンの効果は、ΔWtotへの流体および運動論的補正として計算できる。捕捉イオンと通過イオンの両方のICRF加熱イオンが重要な安定化の役割を果たす。理想キンクモードの完全な安定化は、アルファ粒子またはICRF加熱イオンのいずれかによって、q0が1に近いか、q=1表面の半径が小さい場合に最も容易に達成される。

装置

jet低精度(概要文一致)

wiki

Ion cyclotron heatingAlpha particlesInternal kink mode
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