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CFQS准环对称仿星器低β等离子体中三维磁岛的抑制机制

Suppression mechanism of equilibrium magnetic islands in CFQS low-β plasma

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环形磁约束等离子体中产生的磁岛因为磁场的旋转变换而具有三维螺旋结构,特别是仿星器位形下平衡磁面就呈三维螺旋性质.因此,仿星器磁岛形成及其不稳定性是环形磁约束三维物理的典型问题,也是仿星器物理研究的重点课题之一.早期研究表明,非感应电流驱动(如电子回旋电流驱动(ECCD))所产生的环向电流对磁岛具有一定的抑制/控制作用.为弄清中国首台准环对称仿星器CFQS低参数运行模式下三维磁岛物理,本文聚焦在低比压(β)等离子体,忽略自举电流并通过调控环向场线圈电流以产生旋转变换(ι/2π)为0.4的有理面,利用HINT代码模拟研究低比压等离子体中环向电流驱动对m/n=5/2磁岛的影响,m为极向模数,n为环向模数.研究表明,在常数电流情况下,当电流方向为正/负方向时,电流对磁岛具有较强的激发/抑制作用.当负方向的电流大于6 kA时,磁岛将被完全被抑制,主要原因是环向电流驱动通过改变旋转变换剖面,使其避开ι/2兀=0.4的有理面,导致m/n=5/2三维磁岛不满足共振激发条件,最终磁岛的增长被抑制.而在局域电流分布情况下,磁岛的抑制主要是ι/2π=0.4有理面处磁剪切的改变所导致的.此外,本文对电流幅度、宽度以及峰值位置等参数对磁岛的影响给予了深入探讨.

quasi-axisymmetric stellaratorthree-dimensional magnetic islandstoroidal current

苏祥、王先驱、符添、许宇鸿

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西南交通大学物理科学与技术学院,聚变科学研究所,成都 610031

准环对称仿星器 三维磁岛 环向电流

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2023

10.7498/aps.72.20230546

物理学报
中国物理学会，中国科学院物理研究所

物理学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.038
ISSN：1000-3290
年,卷(期)：2023.72(21)
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