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由于低杂波具有较高的耦合效率和驱动效率,低杂波电流驱动所需的大功率波源容易获得,以及低杂波在托卡马克等离子体装置中传播的过程和电流驱动的物理机制比较清晰等优点,在国内外大多数等离子体研究所中,利用低杂波实现非感应电流驱动已经成为实现稳态核聚变的重要途径之一。
本文主要利用低杂波模拟程序(LSC)对HT-7托卡马克等离子体装置上低杂波电流驱动(LHCD)进行数值模拟。首先利用等离子体实验参数计算低杂波的功率沉积分布和驱动电流密度分布,与实验上由硬X射线测量的结果相比较,结果发现符合较好。然后,研究几个重要参数对低杂波功率沉积分布以及电流驱动密度分布的影响。
计算结果表明:
1.随着入射波相位差的增大,低杂波功率沉积分布曲线与等离子体驱动电流密度分布曲线的峰值位置逐渐往等离子体外围移动,峰值大小逐渐变小,驱动电流总值也不断减小。当相位差为110°的时候,驱动电流总值最大。
2.随着等离子体电子温度的增大,等离子体驱动电流总值先变大后变小,当等离子体电子温度等于2.5keV的时候为最大。
3.随着等离子体密度的增大,低杂波功率沉积分布曲线与等离子体驱动电流密度分布曲线的峰值位置逐渐往等离子体外围移动,峰值大小则逐渐变小,驱动电流总值也不断减小。
这些结果对实验研究有一定的指导意义,为更深层次地研究低杂波入射时等离子体行为提供帮助。