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Electrostatic potential generated by perpendicular neutral-beam injection to a tokamak plasma

机译：垂直中性束注入托卡马克等离子体产生的静电势

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The electrostatic potential generated by neutral-beam-injection (NBI) heating in a tokamak plasma is investigated using numerical simulations. The density distribution of the NBI fast ions in an assumed tokamak is evaluated using the GNET drift-kinetic-equation solver which is based on the Monte Carlo method. The electrostatic potential is evaluated assuming an adiabatic response of the electrons to the fast-ion density distribution in the plasma. It is found that an electrostatic potential peak is generated near the beam-injection point owing to the trapped fast ions satisfying the zero-precession condition. An analytic model expressing the expected potential except for the peak is derived and shows a good agreement with the radial distribution and linear dependence on the electron temperature predicted by the simulation within a factor of 1-2. The existence of three-dimensional electrostatic trapping may break the poloidally-closed particle orbits, and may change the spatial distribution and transport of high-Z impurity ions.
机译：使用数值模拟研究了在托卡马克等离子体中由中性束注入（NBI）加热产生的静电势。使用基于蒙特卡洛方法的GNET漂移动力学方程求解器评估假定托卡马克中NBI快速离子的密度分布。假定电子对等离子体中快离子密度分布的绝热响应，评估静电势。可以发现，由于捕获的快离子满足零进位条件，在电子束注入点附近产生了一个静电势峰。导出了一个表达模型，该模型表达了除峰以外的预期电势，并显示了与径向分布和线性相关性（通过仿真预测的电子温度在1-2的因子内）具有良好的一致性。三维静电陷阱的存在可能会破坏极向闭合的粒子轨道，并可能改变高Z杂质离子的空间分布和传输。

著录项

  • 来源
    《Nuclear fusion》 |2018年第1期|016029.1-016029.7|共7页
  • 作者

    H. Yamaguchi; S. Murakami;

  • 作者单位

    National Institute for Fusion Science, National Institutes of Natural Sciences, Toki, Gifu 509-5292, Japan;

    Department of Nuclear Engineering, Kyoto University, Nishikyo, Kyoto 615-8540, Japan;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    neutral beam injection; electrostatic potential; simulation; GNET;

    机译：中性束注入;静电势模拟;网络;

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