анализ воздействия шира скорости на дрейфовые волны

XXXVI Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 9 – 13 февраля 2009 г.
АНАЛИЗ ВОЗДЕЙСТВИЯ ШИРА СКОРОСТИ НА ДРЕЙФОВЫЕ ВОЛНЫ
Хвесюк В.И., Карбушев Д.Н.
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва,
Россия, e-mail: khves@power.bmstu.ru
В связи с открытием H-режима [1], в работе [2] было предположено, что важную роль в
подавлении флуктуаций плотности плазмы, вызываемых наличием неустойчивых дрейфовых
волн или резистивных баллонных мод [3], играет сильное неоднородное электрическое поле.
Это было подтверждено экспериментально. Электрическое поле вызывает неоднородность
(шир) скорости плазмы вдоль распространения дрейфовых волн. В [4] была высказана идея,
что шир электрического поля приводит к декорреляции турбулентных вихрей в плазме,
вследствие чего уменьшается транспорт поперёк магнитного поля. Наконец, в [5,6,7] был
сформулирован критерий подавления турбулентности, определяемый величиной градиента
радиального электрического поля в токамаке или стеллараторе (см. также обзор [8]):
( RB ) 2    E r


  max ,
(1)
B    RB
где  max - максимальное значение инкремента нарастания соответствующей волны. На
многочисленных примерах показано, что использование этого критерия позволяет получить
данные о переходе от L-режима к H-режиму, достаточно хорошо согласующиеся с
экспериментальными данными [8].
Из упомянутых работ остаётся неясным, является ли подавление флуктуаций следствием
воздействия шира на турбулентные вихри, или непосредственно на неустойчивую волну,
поскольку критерий (1) содержит параметр  , характеризующий плазменную волну. В
данной работе рассматривается воздействие неоднородной скорости на неустойчивую
дрейфовую волну как причину возникновения турбулентности в плазме. Особенность
постановки данной задачи заключается в том, что изучается поведение волны с
экспоненциально растущей амплитудой. Показано, что шир скорости, индуцируемой
неоднородным электрическим полем, ведёт к опрокидыванию волны. Предполагается, что
опрокидывание приводит к распаду волны. Это даёт возможность оценить величину
флуктуаций плотности плазмы и, соответственно, электрического потенциала. Изучено
влияние шира и параметра  на величину флуктуаций. Сформулирован критерий перехода
от L-режима к H-режиму. Качественно предсказания предложенного критерия совпадают с
предсказаниями критерия (1).
Литература
[1].
[2].
[3].
[4].
[5].
[6].
[7].
[8].
Wagner F. et al. // Phys. Rev. Lett. 1982. V.49. P.1408.
Itoh S.-I., Itoh K. // Phys. Rev. Lett. 1982. V.60. P.2276.
Wagner F. // Plasma Phys. Control Fusion. 2007. V.4. P.B1.
Biglary H. et al. // Phys. Fluids. 1990. V.B4. P.1385.
Hahm T.S., Burrel K.H. // Phys. Plasmas, 1995. V.2. P.1648.
Waltz K.E. et al. // Phys. Plasmas. 1995. V.2. P.2408.
Waltz K.E. et al. // Phys. Plasmas. 1994. V.1. P.2229.
Burrel K.H. // Phys. Plasmas 1997. V.4. P.1499.
1