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A mean field description of reversed field pinch: equilibrium, dynamo, plasma heating and confinement

K.A. Werley1995年被引用 2Nuclear FusionIF 3出版社

Three simple physics constraints are applied to describe the reversed field pinch (RFP) in a mean field sense. These constraints are: (a) a steady state equilibrium, (b) a negative radial pressure gradient, and (c) a net volumetric source of mean field magnetic energy that is always locally negative. Using these constraints, realistic RFP equilibria are calculated, plasma heating profiles are determined, and the role of the dynamo in rearranging profiles can be described by a mean field one dimensional picture. The RFP exists in a near minimum energy state characterized by a mu profile (where μ identical to μ 0aJ.B/B2) that decreases to a small value at the plasma edge. The resulting RFP confinement picture has three regions: a poorly confined plasma core characterized by parallel (radial) transport and flux surfaces destroyed by m=1 tearing mode activity associated with dynamo relaxation, a medium confined edge limited by ideal pressure gradient driven modes, and a good confinement region located near the reversal layer. This good confinement region determines the global confinement characteristics of the RFP, and, if limited by resistive interchange modes, is consistent with the Conner-Taylor scaling that has provided a good fit to international RFP results

日本語訳

反転磁場ピンチ(RFP)を平均場の観点から記述するために、3つの簡単な物理的制約が適用される。これらの制約は、(a)定常平衡、(b)負の動径圧力勾配、(c)平均場磁気エネルギーの正味体積源が常に局所的に負であること、である。これらの制約を用いることで、現実的なRFP平衡が計算され、プラズマ加熱プロファイルが決定され、ダイナモがプロファイルを再配列する役割が平均場1次元描像によって記述され得る。RFPは、プラズマ端部で小さな値に減少するミュープロファイル(ここでμ≡μ₀aJ・B/B²)によって特徴づけられる、ほぼ最小エネルギー状態に存在する。結果として得られるRFP閉じ込めの描像は、3つの領域を持つ:ダイナモ緩和に関連するm=1テアリングモード活動によって磁気面が破壊され、平行(輸送)によって特徴づけられる貧弱な閉じ込めのプラズマコア、理想圧力駆動モードによって制限される中程度の閉じ込めのエッジ、そして反転層付近に位置する良好な閉じ込め領域である。この良好な閉じ込め領域がRFPの全体閉じ込め特性を決定し、抵抗性交換モードによって制限される場合、国際的なRFP結果に良好な適合を提供してきたコナー・テイラー則と一致する。

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Reversed field pinchPlasma heating
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