托卡马克中电子鱼骨模不稳定性研究FISHBONEINSTABILITY.PDF

CNIC-01629 SWIP-0151 托卡马克中电子鱼骨模不稳定性研究 FISHBONE INSTABILITY EXCITED BY ELECTRONS IN A TOKAMAK (In Chinese) 中国核情报 中心 China Nuclear Information Centre CNIC-01629 SWIP-0151 托卡马克中电子鱼骨模不稳定性研究 严龙文 董家齐 丁玄同 （核工业西南物理研究院，成都，610041 ） 摘 要 托卡马克等离子体中的鱼骨模不稳定性通常由深俘获的超热离 子产生。理论分析表明，这种不稳定性能由刚好俘获的超热电子产 生。负磁剪切能帮助激发电子鱼骨模不稳定性而抑制离子鱼骨模不 稳定性，正磁剪切的作用刚好相反。纯粹由超热电子驱动的鱼骨模 不稳定性首次在中国环流器新一号装置上的电子回旋共振加热 （ECRH ）实验中被证实。 关键词：鱼骨模不稳定性，电子回旋共振加热，托卡马克 1 Fishbone Instability Excited by Electrons in a Tokamak (In Chinese) YAN Longwen DONG Jiaqi DING Xuantong (Southwestern Institute of Physics, Chengdu, 610041) ABSTRACT Fishbone instability in Tokamak plasma is often produced by deeply trapped suprathermal ions. Theoretical analysis indicates that the instability can be excited by barely trapped suprathermal electrons. Negative magnetic shear help exciting electron fishbone or suppress ion one, while positive shear is opposite. The fishbone instability purely driven by suprathermal trapped electrons is firstly identified by using electron cyclotron resonance heating (ECRH) in the HL-1M Tokamak. Keywords: Fishbone instability, ECRH, Tokamak 2 引 言 托卡马克等离子体中的鱼骨模不稳定性第一次是在具有中性束加热的 PDX 装置放电 中观测到的[1]，它的扰动模式频率为 10～20 kHz ，与能量范围为 22～42 keV 的深俘获离 子的进动频率可以相比较，并发现此模式沿离子抗磁漂移方向旋转。鱼骨模不稳定性能 引起超热离子能量和中子发射的明显损失，它对聚变 α 粒子的约束是有害的。理想磁流 体（MHD ）理论推测存在两种高能离子激发的鱼骨模不稳定性，一种具有超热离子的平 均进动角频率 ( [2]