【摘 要】
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带电粒子在磁场中的运动是人们一直关注的问题,而带电粒子在托卡马克磁场中的运动轨道是磁约束聚变研究的热点问题。求解带电粒子在托卡马克磁场位形中的轨道,最主要是求解粒子
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带电粒子在磁场中的运动是人们一直关注的问题,而带电粒子在托卡马克磁场中的运动轨道是磁约束聚变研究的热点问题。求解带电粒子在托卡马克磁场位形中的轨道,最主要是求解粒子的导心轨道,求解导心轨道的方法一般是利用三个运动常数和求解漂移运动方程组或者ORBIT程序里Hamilton方程组描述带电粒子的导心运动,但前两种方法,都没有考虑静电势的作用,也就是没有考虑电漂移,事实上电漂移是等离子输运的基础,考虑电漂移作用后,带电粒子的轨道图像也会有所不同。本文在考虑电漂移作用后再利用漂移运动方程组求解带电粒子的导心轨道。在单粒子模型下,采用HL-2A装置参数,本文首先模拟出不考虑电漂移作用下,高能氘离子在托卡马克磁场中的轨道,结果表明,随着粒子初速度与磁场夹角的变大,氘离子逐渐由通行粒子变成俘获粒子,当氘离子变成俘获粒子后,随着初速度与磁场夹角的继续变大,粒子反弹点的距离变小,粒子被捕获的浅。另一方面,在考虑电漂移对氘离子运动轨道的影响之后,通过数值求解电漂移作用下漂移运动方程组,数值模拟了电漂移对氘离子运动轨道影响。模拟结果表明,电漂移会使氘离子的运动轨道出现一定程度的漂移,并且导致香蕉粒子的轨道变窄。数值求解的程序也比较稳定,但程序的优化,以及利用三个运动常数在不忽略电漂移的情况下求解粒子轨道的工作还在进行,目前所做的工作为深入研究电漂移对托卡马克中高能粒子损失打下基础。
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