电子回旋波在热等离子体中的功率沉积

核聚变与等离子体物理 ›› 2007, Vol. 27 ›› Issue (4): 296-300.

电子回旋波在热等离子体中的功率沉积

彭晓炜，龚学余，刘文艳，刘燕，尹陈艳

(南华大学核科学技术学院，衡阳 421001)

出版日期:2007-12-15 发布日期:2011-05-30
作者简介:彭晓炜(1978-)，男，河北衡水人，南华大学核科学技术学院博士，从事托卡马克中非感应电流驱动研究。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(10275032，10475039)

Power deposition of electron cyclotron waves in hot plasmas

PENG Xiao-wei, GONG Xue-yu, LIU Wen-yan, LIU Yan, YIN Chen-yan

(School of Nuclear Science and Technology, University of South China, Hengyang 421001)

Online:2007-12-15 Published:2011-05-30

摘要/Abstract

摘要：

用有限拉莫尔半径(FLR)修正的相对论色散关系进行了数值模拟，研究了电子回旋波在高温、高密等离子体的功率沉积，并将计算结果与应用弱相对论Fokker-Planck方程得到的结果进行了比较。结果表明，在高温、高密等离子体中，波功率的吸收非常集中；平行折射率、极向发射位置和发射波频率的变化都会影响波功率沉积的大小和分布；平行折射率变大后，FLR效应会使波的阻尼减少。

关键词: 电子回旋波, 热等离子体, 色散关系, 功率沉积

Abstract:

The power deposition of electron cyclotron waves in hot and dense plasmas is investigated by solving the relativistic dispersion relation with finite Larmor radius corrections, and the results are compared with those gained from weak relativistic Fokker-Planck equation. It is shown that the wave deposition profile in hot and dense plasmas is rather narrow, and the magnitude and profile of power deposition are affected by change of parallel refractive index, poloidal launching location and wave frequency. As the parallel refractive index turns to large, wave damping will decrease due to the FLR effect.

Key words: Electron cyclotron wave, Hot plasmas, Dispersion relation, Power deposition

中图分类号:

O532+.23

彭晓炜，龚学余，刘文艳，刘燕，尹陈艳. 电子回旋波在热等离子体中的功率沉积[J]. 核聚变与等离子体物理, 2007, 27(4): 296-300.

PENG Xiao-wei, GONG Xue-yu, LIU Wen-yan, LIU Yan, YIN Chen-yan. Power deposition of electron cyclotron waves in hot plasmas[J]. NUCLEAR FUSION AND PLASMA PHYSICS, 2007, 27(4): 296-300.

参考文献

[1] Kirneva N A. Recent developments in electron cyclotron current drive [J]. Plasma Phys. Contr. Fusion, 2001, 43(12A): A195.

[2] Krivenski V, Fidone I, Giruzzi G, et al. Power dependence of electron cyclotron wave damping in tokamak plasmas [J]. Phys. Fluids, 1987, 30(2): 438.

[3] Peysson Y, Shoucri. An approximate factorization procedure for solving nine-point elliptic difference equations: application for a fast 2-D relativistic Fokker- Planck solver [J]. Comput. Phys. Commun., 1998, 109: 55.

[4] RoméM, Erckmann V, Laqua H P. Comparison of high-field-side and low-field-side launch ECCD in the W7-AS stellarator [J]. Plasma Phys. Contr. Fusion, 2003, 45: 783.

[5] Harvey R W, Perkins F W. Comparison of optimized ECCD for different launch locations in a next step tokamak reactor plasma [J]. Nucl. Fusion, 2001, 41(12): 1847.

[6] 龚学余, 彭晓炜, 谢安平, 等. 托卡马克等离子体不同运行模式下的电子回旋波电流驱动 [J]. 物理学报, 2006, 55(3): 1307.

[7] Simonetto A, Shoucri M, Farina D, et al. A numerical code for the solution of the relativistic bounce-averaged Fokker-Planck equation [R]. Milano Italy, IFP-CNR Internal Report, 2000.

[8] Shi B R, Long Y X, Dong J Q, et al. Fokker-Planck study of tokamak electron cyclotron resonance heating [J]. Chinese Phys., 2003, 12(11): 1251.

[9] Start D F H, O’Brien M R, Grace P M V. The effect of a relativistic resonance condition on the Fokker-Planck theory of ECRH current drive [J]. Plasma Phys. Contr. Fusion, 1983, 25(12): 1431.

[10] 彭晓炜, 龚学余, 刘文艳. 托卡马克等离子体中的电子回旋波电流驱动[J]. 核聚变与等离子体物理, 2005, 25(1): 29.

[11] Fidone I, Giruzzi G, Krivenski V, et al. Electron cyclotron wave damping for oblique propagation in hot plasmas [J]. Nucl. Fusion, 1986, 26(11): 1537.

[12] Mazzucato E, Fidone I, Granata G. Damping of electron cyclotron waves in dense plasmas of a compact ignition tokamak [J]. Phys. Fluids, 1987, 30(12): 3745.

[13] Krivenski V, Fidone I, Giruzzi G, et al. Improving current generation in a tokamak by electron cyclotron on waves [J]. Nucl. Fusion, 1985, 25(2): 127.

[1]	张金恒, 苌磊, 杨鑫, 周海山, 罗广南. 外界磁场和天线构型对射频等离子体微放电的影响研究 [J]. 核工业西南物理研究院, 2025, 45(1): 117-124.
[2]	姜欣辰, 郑平卫, 龚学余, 邓盛, 李春艳, 石梅玲, 姚少林 . 托卡马克混合运行模式下电子回旋波杂散辐射数值模拟[J]. 核工业西南物理研究院, 2023, 43(3): 332-339.
[3]	杨振, 吴斌, 陈玉庆 . 分段式电子回旋波驱动电流对早期新经典撕裂模的抑制[J]. 核聚变与等离子体物理, 2023, 43(2): 238-242.
[4]	夏凡，徐媛，凌飞，叶际若，宋绍栋，季小全，马瑞，周建，孙腾飞，严龙文. 撕裂模实时主动控制系统[J]. 核聚变与等离子体物理, 2018, 2(4): 394-401.
[5]	马天鹏，钟方川. 估算线筒式介质阻挡放电场强和电子平均动能的方法[J]. 核聚变与等离子体物理, 2017, 37(4): 399-403.
[6]	陈伦江1，陈文波1, 2，刘川东1，程昌明1，童洪辉1. 感应耦合等离子体制备球形铬粉末的工艺研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2017, 37(2): 244-248.
[7]	黄冶. 等离子体天线色散关系的一种高精度快速算法[J]. 核聚变与等离子体物理, 2015, 35(2): 103-108.
[8]	丁天英，刘景林，朱爱民. 火花放电电极结构及其等离子体反应器[J]. 核聚变与等离子体物理, 2014, 34(3): 282-288.
[9]	陈少永1，洪斌斌1，杨文1，2，唐昌建1，张新军3. 托卡马克中电子回旋波与低杂波协同电流驱动的负效应机制[J]. 核聚变与等离子体物理, 2013, 33(3): 214-218.
[10]	韦维，丁伯江，张新军，王晓洁，李妙辉，徐旵东，汤允迎，刘甫坤. EAST 装置ECRH 系统天线参数的优化计算[J]. 核聚变与等离子体物理, 2013, 33(2): 147-154.
[11]	朱海龙，童洪辉，杨发展，叶高英，程昌明，陈伦江. 感应耦合氩气热等离子体速度分布的数值分析[J]. 核聚变与等离子体物理, 2013, 33(2): 181-186.
[12]	杨杰1，李爱侠1，马阳成1，杨群1，侍行剑2. EAST天线相位差对低杂波功率沉积和驱动电流的影响[J]. 核聚变与等离子体物理, 2013, 33(1): 25-29.
[13]	郑平卫，龚学余，刘文艳，何丽华. 电子回旋波与快波协同效应的数值研究[J]. 核聚变与等离子体物理, 2011, 31(1): 24-27.
[14]	陈华英，刘三秋，李晓卿. 强激光在磁化等离子体中的调制不稳定性[J]. 核聚变与等离子体物理, 2010, 30(4): 301-305.
[15]	段文学，马志为，吴斌. EAST低杂波电流驱动的数值模拟[J]. 核聚变与等离子体物理, 2010, 30(4): 289-294.