CASTOR托卡馬克邊緣溫度漲落與密度漲落的特殊關(guān)系
在CASTOR托卡馬克邊緣,通過(guò)對(duì)能量分布函數(shù)b-i Maxwell分布電子的溫度漲落和密度漲落的研究,本文導(dǎo)出了在徑向位置上電子密度漲落和溫度漲落相位差為π,并且得到溫度相對(duì)漲落是電流相對(duì)漲落與密度相對(duì)漲落差的2倍。PopovTK等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文理論推導(dǎo)的正確性。
關(guān)鍵詞： CASTOR托卡馬克;能量分布函數(shù);相位差
基金項(xiàng)目: 漂移波湍流引起的反常輸運(yùn)理論研究項(xiàng)目;; ITER國(guó)內(nèi)配套項(xiàng)目(2009GB101002)
在等離子體診斷中, 靜電探針在探測(cè)等離子體參數(shù)時(shí)有非常高的時(shí)間分辨率和空間分辨率。在有外磁場(chǎng)的等離子體中, 由于磁場(chǎng)對(duì)等離子體的作用使得I-V 特征曲線在超出等離子體懸浮電壓時(shí)被扭曲變得很難解釋, 因此在托卡馬克邊緣只有在等離子體懸浮電壓附近的I-V 特征曲線才經(jīng)常用來(lái)計(jì)算等離子參數(shù)。這種方法常假設(shè)電子是符合Maxwellian 分布, 但有些實(shí)驗(yàn)已經(jīng)得出電子不是屬于Maxwellian 分布。在文獻(xiàn)中假設(shè)電子符合b-i Maxwellians 分布, 是由高溫度低密度和低溫度高密度雙群電子組成。
在文獻(xiàn)中, 對(duì)高溫低密度那部分電子做了詳細(xì)的討論和解釋, 這部分電子的存在對(duì)托卡馬克邊緣處電子探針和通道探針測(cè)量電子溫度會(huì)造成很大的誤差 。因此知道電子分布函數(shù)是非常有意義的, 它可以被用來(lái)計(jì)算等離子體中的輸運(yùn)過(guò)程, 等離子體與壁的作用, 等離子邊緣漲落等。在探測(cè)托卡馬克裝置邊緣粒子的漲落過(guò)程中, 由漲落而引起的輸運(yùn)一直都認(rèn)為是等離子體密度漲落和電勢(shì)漲落引起的, 而忽略溫度的漲落。這些漲落已經(jīng)證明是輻射不穩(wěn)性造成的。而輻射不穩(wěn)定性是由電子溫度漲落和密度漲落兩個(gè)耦合機(jī)制引起的 , 在這兩個(gè)參數(shù)漲落耦合過(guò)程中,當(dāng)電子溫度漲落升高時(shí), 密度漲落就會(huì)下降, 而引起輻射不穩(wěn)定性的增強(qiáng)。
實(shí)驗(yàn)上測(cè)得了很強(qiáng)的輻射不穩(wěn)定性, 這也證明了溫度漲落的存在。又是由于輻射不穩(wěn)定性的驅(qū)動(dòng), 溫度和密度漲落耦合又被加強(qiáng) 。因此不能忽略溫度漲落, 溫度漲落可以達(dá)到密度漲落的程度。本文是通過(guò)對(duì)能量分布函數(shù)b-iMaxwell 分布電子的溫度漲落和密度漲落的分析, 得到在徑向位置上電子密度和溫度的漲落相位差為, 還得到了溫度相對(duì)漲落是電流相對(duì)漲落與密度相對(duì)漲落差的2 倍。
本文通過(guò)對(duì)在CASTOR 托卡馬克邊緣, 能量分布函數(shù)b-i Maxwell 分布電子的溫度漲落和密度漲落的研究, 得到在徑向位置上電子密度的漲落和溫度的漲落相位差為, 并且得到溫度相對(duì)漲落是電流相對(duì)漲落與密度相對(duì)漲落差的2 倍, 。在LCFS 層附近溫度漲落與密度漲落是相當(dāng)?shù)? 因此對(duì)于CASTOR 托卡馬克邊緣漲落問(wèn)題, 就不能只考慮密度漲落和懸浮電壓漲落, 溫度漲落也是一個(gè)顯著因素。
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