РАДІАЛЬНА СТРУКТУРА ВИСОКОЧАСТОТНИХ ШВИДКИХ МАГНІТОЗВУКОВИХ МОД

 

О. С. Бурдо, Я. І. Колесниченко

 

Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, Україна

 

Високочастотні швидкі магнітозвукові моди можуть відігравати важливу роль у термоядерній плазмі. Відомо, що вони є відповідальними за локалізовану на краю плазми надтеплову йонно-циклотронну емісію, яка спостерігалась на багатьох термоядерних пристроях. Останнім часом вони привертають увагу у зв’язку зі спостереженнями йонно-циклотронної емісії з центру плазми [1-3] та можливому просторовому каналюванню енергії, спрямованому всередину, яке, ймовірно, призводить до покращення параметрів плазми на JET [4]. Теорія передбачає, що високочастотні швидкі магнітозвукові моди є локалізованими на периферії плазми [5], що не узгоджується зі спостереженнями локалізованої у центрі плазми йонно-циклотронної емісії та з передбаченнями просторового каналювання на JET. Ці факти свідчать про важливість вивчення швидких магнітозвукових мод. Згадані факти мотивували виконання цієї роботи, метою якої було зрозуміти, чи насправді існують швидкі магнітозвукові моди з глобальною радіальною структурою з частотами, близькими до гармонік йонної гірочастоти.

Виведено рівняння, яке описує радіальну структуру швидких магнітозвукових мод у циліндричному наближенні. Розвинуто код для розв’язання виведеного рівняння. Із його застосуванням були знайдені власні частоти й власні функції, зокрема такі, що локалізовані поблизу осі. Крім того, було здійснено аналітичний розгляд найпростіших випадків задля підтвердження коректності числових розв’язків. Виявлено добре узгодження між числовими результатами та результатами, отриманими аналітично.

 

Залежність власних значень від паралельного хвильового вектору. Синім позначені області, де задача на власні значення не має розв’язків.

 

[1] R. Ochoukov et al., Review of Scienti_c Instruments 89 (2018) 10J101.

[2] K. E. Thome, D. C. Pace, R. I. Pinsker, O. Meneghini, C. A. del Castillo, and Y. Zhu, Review of Scientic Instruments 89 (2018) 10I102.

[3] L.G. Askinazi et a., Nucl. Fusion 58 (2018) 082003.

[4] Ya.I. Kolesnichenko, V.V. Lutsenko, M.H. Tyshchenko, H. Weisen, Yu.V. Yakovenko, and JET Contributors, Nucl. Fusion 58 (2018) 076012.

[5] B. Coppi, Physics Letters A 172 (1993) 439.