Alpha粒子对低杂波吸收的研究

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在托卡马克装置中注入低杂波能够有效地控制等离子体电流分布。但是,核聚变反应产生的高能alpha粒子,因初始速度很高,能在低杂波传播过程中与之发生垂直朗道阻尼的相互作用,导致有一部分低杂波能量会被alpha粒子吸收掉,这就直接影响到低杂波驱动电流的效率。本文运用MATLAB软件计算alpha粒子在各种参数条件下对低杂波的吸收系数γα。计算结果表明,在大部分情况下,γα随着低杂波平行折射率n‖的增大而增大,而随着低杂波频率增大而减小。背景等离子体温度升高和环向磁场加大都会使得吸收系数变大。在类似ITER装置参数下,当ne≤8×1019m-3时,γα随着背景等离子体密度ne的增大而增大,但随着ne的继续增大,就会出现相反的情况,γα随着背景等离子体密度n。的增大反而减小。我们同样估计了由于参量不稳定导致的频展宽效应对于alpha粒子吸收低杂波的影响。结果表明,当n‖展宽到2.5时,Ya将会增大近一倍,而当n‖继续增大直至2.9时,γα也会继续增加,这表明了频展宽效应将显著地加强alpha粒子对于低杂波的吸收。
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