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一
第卷第期棱聚变与等离子体物理...
年月自.
托卡马克垂直不稳定性控制。
李芳著高庆弟张锦华徐文斌
, ——一, ——~
蹲
‘接工业西南物理研究院,威蕃
本文用拉普拉斯变换研究了具有被动和主动控制系统的托卡马克克。等离子体的垂直不稳
定性控制,求得了系统的稳定性参数和临界拉长度,拽到了托卡马克反馈增益参数的第二阻尼稳定
运行医.
等离子体电流的最好手段之一,但是,等离子体的垂直稳定性特性却随拉长度变差。
使用一些环向连续的被动载流部件,可使拉长等离子体垂直位移的增长延缓至能对等离
子体进行主动控制。这种被动稳定能力通常甩等离子体的稳定力梯度与去稳定力梯度之比·即
稳定性参数来表征。
系列平衡的不稳定性增长率。
—托卡马克位形为基础,对单导体系统被动稳定特性进行了详细的研究·得到丁反馈控
制增益参数的一个阻尼解运行区
、我们甩拉普拉斯变换法,系统地研究了双导体系统钓稳定特性,得到与文献不同的穗
定性参数表示式,并拽到了第二阻尼解运行区。在我们所给的装置几何参数情形下·第二阻尼
区较第一阻尼区有更好的稳定性。
等离子体平衡
·使用自由边界平衡
编码埘这些平衡作了计算。环向电流密度为:
一。是一。簧等一‘
式中,等离子体大半径。..取,; 。用于产生平衡的极向场线圈类蚁于
设计‘,等离子体小半径.,三角变形参数.。
等通量面和极向场线圈的几何布局。真空室内被动稳定线圈距等离子怍边界真空
接工业科学基金资助目·
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第期李芳著等:托卡马克垂直不稳定性控制
室外主动反馈控制线圈距线网。等离
子体电流; . .它的数不影响稳
定特性,但要影响到电源供屯
被动稳定性
我们所考虑的稳定导体系统载罔和
线圈均由上、下对称的两组线回压串接而
成,其问流过大等方向棚压的【流。
描述等离子体稳定性的方陧身为垂直力
向的力平衡方程:
一
和稳定导体的回路方程:
五丑上十.。一
夏.. 矾; .
式中,
垂直位移的徽商。
作刚体运动,等离子体感应电流以及平衡场
线圈的致稳作用忽略不计。线圈亦可是
图用于稳定性研究的平衡位形和报向场钱圈概貌真空室某阶本征模电流
——主动反馈拉捌城一·——梭动反馈控制线圈. 式中岛为等离子侔垂直位移引起匀
径向磁场的变化:
一一互未·
一一厕”· 厨,··一埘
式中右边第一项为稳定导体中感应电流产生的致稳定力项,第二项为平衡场线圈昕致去稳定
力项,它亦可以表示成:
一一一”急一㈤
由式可见,在没有外稳定导体情形下,衰减指数”酌位形是垂直不稳定的。式一
中带上横线的量表示为
。帆。矾一.,

。上。一五厶一.
天。; . ..一
角标和分别表示上和下半平面的线圈,在下面的式子中均咯去馈线。
我们用拉普拉斯变换分析方程组一本征解的特性。令一