О влиянии двумерной неоднородности плазмы в магнитном острове на порог параметрического возбуждения захваченных верхних гибридных волн и уровень аномального поглощения в ЭЦРН-экспериментах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обнаружен эффект двумерной локализации верхней гибридной (ВГ) волны в магнитном острове. Исследовано влияние этого эффекта на порог и уровень насыщения абсолютной параметрической распадной неустойчивости необыкновенной волны, в результате которой возбуждаются две двумерно локализованные ВГ-волны.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Ю. Попов

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.popov@mail.ioffe.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. З. Гусаков

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Email: a.popov@mail.ioffe.ru
Россия, Санкт-Петербург

Н. В. Теплова

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе

Email: a.popov@mail.ioffe.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Sagdeev R.Z., Galeev A.A. // In Nonlinear Physics Plasma Theory / Ed. by T. M. O’ Neil and D. L. Book. New York: Benjamin, 1969.
  2. Davidson B.C. // Methods in Nonlinear Plasma Theory. New York: Academic, 1972.
  3. Hasegawa A. // Plasma Instabilities and Nonlinear Effects. Berlin: Springer, 1975.
  4. Силин В.П. // ЖЭТФ. 1964. Т. 47. С. 2254–2265.
  5. Горбунов Л.М., Силин В.П. // ЖЭТФ. 1965. Т. 49. С. 1973.
  6. Jackson E.A. // Phys. Rev. 1967. V. 153. P. 255.
  7. Bers A., Kaup D.J., Reiman A. // Phys. Rev. Lett. 1976. V. 37. P. 182.
  8. Kaup D.J., Reiman A., Bers A. // Reviews of Modern Physics. 1979. V. 51. P. 275.
  9. Силин В.П. // ЖЭТФ. 1966. Т. 51. С. 1842.
  10. Horton W. // Reviews of Modern Physics. 1999. V. 71. P. 735.
  11. Piliya A.D. // Proc. 10th Conf. Phenomena in Ionized Gases (Oxford, UK, 13–18 September 1971). P. 320.
  12. Пилия А.Д. // ЖЭТФ. 1973. Т. 64. С. 1237.
  13. Rosenbluth M.N. // Phys. Rev. Lett. 1972. V. 29. P. 565.
  14. Reiman A. // Reviews of Modern Physics. 1979. V. 51. P. 331.
  15. Bers A. Basic Plasma Physics. Handbook of Plasma Physics by A.A. Galeev and R.N. Sudan. Elsevier Science Ltd, 1985.
  16. Гусаков Е.З., Федоров В.И. // Физика плазмы. 1979. Т. 5. С. 827.
  17. Popov A.Yu., Gusakov E.Z. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2015. V. 57. P. 025022.
  18. Popov A. Yu., Gusakov E. Z. // Europhys. Lett. 2016. V. 116. P. 45002.
  19. Попов А.Ю., Гусаков Е.З. // Письма в ЖЭТФ. 2017. Т. 105. С. 64–69.
  20. Гусаков Е.З., Попов А.Ю. // УФН. 2020. Т. 190. P. 396.
  21. Hansen S.K., Nielsen S.K., Stober J., Rasmussen J., Stejner M., Hoelzl M., Jensen T. // Nucl. Fusion. 2020. V. 60. P. 106008.
  22. Hansen S.K., Jacobsen A.S., Willensdorfer M., Nielsen S.K., Stober J., Höfler K., Maraschek M., Fischer R., Dunne M. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2021. V. 63. P. 095002.
  23. Tancetti A., Nielsen S.K., Rasmussen J., Gusakov E.Z., Popov A.Y., Moseev D., Stange T., Senstius M.G., Killer C., Vecsei M., Jensen T., Zanini M., Abramovic I., Stejner M., Anda G., Dunai D., Zoletnik S., Laqua H. // Nuclear Fusion. 2022. V. 62. P. 074003.
  24. Tancetti A., Nielsen S.K., Rasmussen J., Moseev D., Stange T., Marsen S., Vecséi M., Killer C., Wurden G.A., Jensen T., Stejner M., Anda G., Dunai D., Zoletnik S., Rahbarnia K., Brandt C., Thomsen H., Hirsch M., Hoefel U., Chaudhary N., Winters V., Kornejew P., Harris J., Laqua H.P. and the W7-X Team // Plasma Phys. Control. Fusion. 2023. V. 65. P. 015001.
  25. Gusakov E.Z., Popov A.Yu. // Physics of Plasmas. 2016. V. 23. P. 082503.
  26. Гусаков Е.З., Попов А.Ю. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 128.
  27. Гусаков Е.З., Попов А.Ю. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. C. 753.
  28. Westerhof E., Nielsen S.K., Oosterbeek J.W., Salewski M., de Baar M.R., Bongers W.A., Bürger A., Hennen B.A., Korsholm S.B., Leipold F., Moseev D., Stejner M., Thoen D.J. // Phys. Rev. Lett. 2009. V. 103. P. 125001.
  29. Nielsen S.K., Salewski M., Westerhof E., Bongers W., Korsholm S.B., Leipold F., Oosterbeek J.W., Moseev D., Stejner M. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2013. V. 55. P. 115003.
  30. Gusakov E.Z., Popov A.Yu., Tretinnikov P.V. // Nucl. Fusion. 2019. V. 59. 106040.
  31. Gusakov E.Z., Popov A.Yu. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2020. V. 62. P. 025028.
  32. Gusakov E.Z., Popov A.Yu. // Nucl. Fusion. 2020. V. 60. P. 076018.
  33. Altukhov A.B., Arkhipenko V.I., Gurchenko A.D., Gusakov E.Z., Popov A.Yu., Simonchik L.V., Usachonak M.S. // Europhys. Lett. 2019. V. 126. P. 15002.
  34. Мещеряков А.И., Вафин И.Ю., Гришина И.А. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. С. 22.
  35. Dnestrovskij Yu.N., Danilov A.V., Dnestrovskij A.Yu., Lysenko S.E., Melnikov A.V., Nemets A.R., Nurgaliev M.R., Subbotin G.F., Solovev N.A., Sychugov D.Yu., Cherkasov S.V. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2021. V. 63. P. 055012.
  36. Abdullaev S.S., Finken K.H., Jakubowski M.W., Kasilov S.V., Kobayashi M., Reiser D., Reiter D., Runov A.M. and Wolf R. // Nucl. Fusion. 2003. V. 43. P. 299.
  37. Koslowski H.R., Westerhof E., de Bock M., Classen I., Jaspers R., Kikuchi Y., Krämer-Flecken A., Lazaros A., Liang Y., Löwenbrück K., Varshney S., von Hellermann M., Wolf R., Zimmermann O. and the TEXTOR team // Plasma Phys. Control. Fusion. 2006. V. 48. P. B53.
  38. Бейтман Г. // МГД-неустойчивости. M.: Энергоиздат, 1982.
  39. Kantor M.Yu., Donne A.J.H., Jaspers R., van der Meiden H. and TEXTOR Team // Plasma Phys. Control. Fusion. 2009. V. 51. P. 055002.
  40. Kantor M.Y., Bertschinger G., Bohm P., Buerger A., Donné A.J.H., Jaspers R., Krämer-Flecken A., Mann S., Soldatov S., Zang Qing // Proc. 36th EPS Conference on on Plasma Phys. (Sofia, Bulgaria) ECA 33E (2009) P-1.184.
  41. Ахиезер А.И., Ахиезер И.А., Половин Р.В., Ситенко А.Г., Степанов К.Н. Электродинамика плазмы. М.: Наука, 1974.
  42. Gusakov E.Z., Popov A.Yu., Saveliev A.N. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2014. V. 56. P. 015010.
  43. Pustovalov V.V., Silin V.P. Theory of Plasmas. Consultants Bureau, 1975.
  44. Larsson J. // J. Plasma Physics. 1988. V. 40. P. 385.
  45. Gusakov E.Z., Popov A.Yu., Tretinnikov P.V. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2019. V. 61. P. 085008.
  46. Cohen B.I., Cohen R.H., Nevins W.M., Rognlien T.D. // Rev. Mod. Phys. 1991. V. 63. P. 949.
  47. Гусаков Е.З., Попов А.Ю. // Письма в ЖЭТФ. 2022. Т. 116. С. 41.
  48. Петвиашвили В.И. // Письма в ЖЭТФ. 1976. Т. 23. С. 682.
  49. Некрасов А.К. // Физика плазмы. 1986. Т. 12. С. 971.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Траектория верхней гибридной волны (сплошная линия, fm = 69.71 ГГц, mx = 45) показана в полоидальном сечении токамака TEXTOR [29]. Магнитные поверхности показаны пунктирными линиями. В окне в увеличенном масштабе показана траектория ВГ-волны в магнитном острове

Скачать (227KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Траектория верхней гибридной волны (сплошная линия, fm = 69.71 ГГц, mx = 45) показана в плоскости магнитной поверхности токамака TEXTOR [29]. Магнитные силовые линии показаны пунктирными линиями

Скачать (132KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Компонента волнового вектора qx(x), полученная численно в результате процедуры трассировки лучей (ray-tracing), указана стрелкой. Аналитическое решение показано точками и указано стрелкой

Скачать (78KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Компонента волнового вектора qζ(ζ), полученная численно в результате трассировки лучей, указана стрелкой. Аналитическое решение показано пунктирной кривой и указано стрелкой

Скачать (104KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Волновое число ВГ-волны fm = 69.71 ГГц, qξmn = 0.43 см–1, m = (40,3), сдвинутое вниз на величину волнового числа необыкновенной волны, – сплошная линия. Волновое число второй ВГ-волны – пунктирная линия. Профиль ВГ-частоты — толстая сплошная кривая. Te = 700 эВ, Ti = 350 эВ – на оси разряда. B = 2.1T – в магнитном острове

Скачать (88KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Сумма волновых чисел первичной (fn = 70.29 ГГц, n = (12,4)) и вторичной (fl = 69.67 ГГц, qξnp = 0.52 см–1, l = (47,3)) ВГ-волн – сплошная линия. Волновое число вторичной ИБ-волны fI = 0.62 ГГц, qIξ = 0.09 см–1 – пунктирная кривая. Профиль ВГ-частоты – толстая сплошная кривая. Параметры те же, что и на рис. 4

Скачать (85KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Временная эволюция энергий первичных ВГ-волн и вторичной ВГ-волны в пятне пучка. Зависимости указаны стрелками. Тонкие горизонтальные линии дают уровни насыщения, предсказанные уравнениями (18)–(20). P0 = 1 МВт, w = 1 см

Скачать (78KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Зависимость инкремента первичной неустойчивости от мощности накачки. Сплошная линия показывает аналитическую зависимость (16). Символы – результат численного решения уравнений (13). В окне в увеличенном масштабе показана зависимость в районе пороговой мощности

Скачать (76KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Зависимость энергии всех ВГ-волн от времени в пределах бокса в области расчета WΣ в режиме насыщения для различной мощности накачки

Скачать (85KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Зависимость уровня аномального поглощения от мощности накачки. Символы показывают результат численного решения ΔP = dWΣ/dt. Сплошная линия показывает аналитическую зависимость (21)

Скачать (54KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024