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托卡马克中的极向欧姆定律
●
一,
●西格尔..
明显地使用极向欧姆定律及径向等离于体速度从等离于体源分布得出对可能的等离于体密
度和温度的径向分布有很一般的限制。这一限制并不要求作任何特别的假设它对允许的径向分布
会有严格的限制,而不嵌赖于能量和粒子输运同时,它可能是分布一致性的基本要素。甩弗拉斯卡
蒂托卡马克的结果在新经典理论范嗣内讨论了这一跟制.
关键调托卡马克,极径向分布。
, 渊
.前言
在环向平衡的分析中,通常没有明显地考虑极向电流,如果需要的话,对于给定的密度和
温度径向分布,假定平衡就可从欧姆定律的环向分量及径向压强平衡方程推导出极向电流。
本文的目的是要证明,在实际使用欧姆定律的极向分量并为得到等离子体流速而将等离
子体源与原子过程联系起来时,可以得出一个很一般的表达式,它构成了对平衡密度和温度分
布的一个可能的限制。这一限制并不明显地依赖于等离子体中的能量输运看来它是一个基本
性质,也可能是“分布一致性”的基本要素⋯。
在使用欧姆定律的极向分量时,,在明显使用这一方程
时“,曾发现了理论与实验之问的不一致性。然而,本文将证明,这些不一致性是由于所用的
理论模型的不完整性引起的,从而给出了比实验中观察到的更大的极向电流。最近,金
和格林在新经典理论范围内采用对环向电流及平行于磁场的电流分别处理的方
法,仔细地分析了欧姆定律和环向平衡的等离子体流。
本文中,我们首先用新经典理论得出太环径比和圆截面托卡马克的限制的一般表达式,然
后与弗拉斯卡蒂托卡马克欧姆放电的实验结果比较,以此说明这一限制的一些特性。我们发
●现,对于给定的电子密度分布,可能的电子温度分布属于一个单参数类,并且在放电外部的分
布对参数,即中心温度不敏感。不作任何特别的假设象通常在模拟实验分布中所用的那类假
设,就可得到与实验一致的一种温度分布,也得到小半径及总的环向电流。与实验的相符
证明了新经典表达式适用于这一限制。
.欧姆定律及径向粒子滚
按照新经典理论,在大环径比和圆形磁面的条件下,考虑到压强平衡方程一,×口,欧
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姆定律的极向分量和环向分量可以写成参看文献如下形式:
一整二銎: 笠
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骘鍪㈣。
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参看例如文献,。这样,就能将粒子平衡方程跟能量平衡方程随意分开来,在这种处理
中后一方程确定温度分布
代替这种方法的是,我们将式中的径向速度与粒子源联系起来,于是得到关于可能的
●
温度分布和密度分布的限制,这些分布与给定的等离子体源分布是一致的。
.对密度分布和温度分布的限制
现在让我们将式写成如下形式
生一一兰釜竺兰
此式便于我们讨论。
正如我们容易看出的那样,式是对托卡马克放电中所允许的密度分布和温度分布的一
个限制。的确,极向磁场是通过安培定律与环向电流联系起来的,对于圆型磁面,我们有

—一“
式中对于五可用式。而且,在稳态条件下,等离子体速度必须满足等离子体粒子的连续性方
程,即,在圆柱近似中可将它写为
坐毕型一,