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首页> 外文期刊>Plasma physics and controlled fusion >Quasilinear theory revisited: General kinetic formulation of wave-particle interactions in plasmas
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Quasilinear theory revisited: General kinetic formulation of wave-particle interactions in plasmas

机译：再次探讨拟线性理论：等离子体中波粒相互作用的一般动力学公式

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In laboratory fusion devices radio frequency electromagnetic waves are routinely used for heating plasmas and for controlling current profiles. The evolution of particle distribution function in the presence of electromagnetic waves is derived from fundamental equations using the action-angle variables of the dynamical Hamiltonian. Unlike conventional quasilinear theories (QLTs), the distribution function is evolved concurrently with the particle motion. Since the particle dynamics is time reversal invariant, the master equation for the evolution of the distribution function is also time reversal invariant. A sequential averaging of the master equation over the angles leads to a hierarchy of diffusion equations. The diffusion operator in the equation obtained after averaging over all angles is time dependent, in direct contrast to time independent diffusion operator in QLTs. The evolution of the distribution function with time-dependent diffusion operator is markedly different from quasilinear evolution and is illustrated for current drive by a spectrum of coherent electrostatic waves. A proper description of wave-particle interactions is important for fusion plasmas since the velocity space gradients of the distribution function decisively affect collisional relaxation and the associated transport processes.
机译：在实验室融合设备中，通常使用射频电磁波来加热等离子体并控制电流分布。使用动态哈密顿量的作用角变量从基本方程式中导出存在电磁波时粒子分布函数的演变。与传统的准线性理论（QLT）不同，分布函数与粒子运动同时演化。由于粒子动力学是时间逆不变的，所以分布函数演化的主方程也是时间逆不变的。主方程在角度上的顺序平均会导致扩散方程的层次结构。与所有QLT中与时间无关的扩散算子直接形成对比，方程式中的扩散算子在对所有角度求平均值后均与时间相关。具有随时间变化的扩散算子的分布函数的演化与准线性演化显着不同，并通过相干静电波的频谱说明了电流驱动。由于分布函数的速度空间梯度会决定性地影响碰撞弛豫和相关的传输过程，因此，对波粒子相互作用的正确描述对于聚变等离子体非常重要。

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