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Influence of energetic ions on neoclassical tearing modes

Huishan Cai2016年被引用 25Nuclear FusionIF 3出版社

In addition to their effect on the linear stability of tearing modes, energetic particles can influence the nonlinear evolution of a magnetic island through an uncompensated cross field current due to the effect of charge separation when the orbit width of an energetic particle is much larger than the island width. The corresponding return parallel current may compensate the loss of bootstrap current in the magnetic island. This nonlinear effect depends on the island's propagation frequency (the rotation frequency of the island relative to the plasma), the density gradient of energetic ions and magnetic shear. If the island's propagation frequency is positive, the effect of the uncompensated current plays a stable role on neoclassical tearing modes. When the magnetic shear is sufficiently small, this effect becomes significant and can partially cancel or even overcome the destabilizing effect of the perturbed bootstrap current. In ITER this provides a possibility of using energetic ions to suppress the neoclassical tearing mode for the steady state and hybrid scenarios with weak magnetic shear.

日本語訳

高エネルギー粒子は、ティアリングモードの線形安定性に及ぼす効果に加えて、高エネルギー粒子の軌道幅が島幅よりもはるかに大きい場合の電荷分離の効果による補償されない横断場電流を通じて、磁気島の非線形発展に影響を与えることができる。対応する戻り平行電流は、磁気島内のブートストラップ電流の損失を補償し得る。この非線形効果は、島の伝播周波数(プラズマに対する島の回転周波数)、高エネルギーイオンの密度勾配、および磁気シアに依存する。島の伝播周波数が正の場合、補償されない電流の効果は新古典ティアリングモードに対して安定化の役割を果たす。磁気シアが十分に小さい場合、この効果は顕著になり、摂動されたブートストラップ電流の不安定化効果を部分的に打ち消すか、あるいは克服することさえできる。ITERにおいて、これは弱い磁気シアを持つ定常状態およびハイブリッドシナリオにおいて、高エネルギーイオンを用いて新古典ティアリングモードを抑制する可能性を提供する。

装置

iter低精度(概要文一致)

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Energetic ionTearing modeNeoclassical tearing mode
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