Axisymmetric predictions for mitigated and vertically unstable disruptions in ITER with runaway electrons
本文通过二维全局模拟研究了 ITER 中存在逃逸电子的缓解型与垂直不稳定破裂，探讨了热猝灭、材料注入和杂质冲刷等效应的影响，为逃逸电子缓解策略提供了重要见解。
2024-06-14 physics.plasm-ph
Runaway Electron Dynamics in ITER Disruptions with Shattered Pellet Injections
该研究利用 DREAM 系统模拟 ITER 碎丸注入破裂缓解，发现错峰两级注入可改善同化并抑制热尾逃逸电子，但无法使 15 MA DT 等离子体达到可接受电流。
2024-01-25 physics.plasm-ph
Effects of magnetic perturbations and radiation on the runaway avalanche
等离子体中的电子逃逸现象敏感地依赖于动量-空间动力学。然而，涉及逃逸电子的系统的全局演化的有效模拟通常需要减少流体描述。例如，在托卡马克的基本失控缓解方法的设计中，这是需要的。在本文中，我们提出了一种方法，包括动量依赖的空间输运的失控雪崩增长率的影响。我们量化了在随机磁场中存在电子扩散时生长速率的降低，并表明空间输运可以提高有效临界电场。使用微扰的方法，我们推导出一组方程，允许治疗的影响空间运输失控的动态存在的径向变化等离子体参数。然后，这是用来证明在当前淬火模拟ITER等离子体与大量的材料注入的空间传输的效果。我们发现，在足够慢的电流淬灭的情况下，由于适度的杂质和氘注入，磁扰动的存在大大降低了最终的失控电流。在边缘局部化的扰动是不能有效地抑制失控，除非失控产生离轴，在这种情况下，他们可能会导致形成强电流片的界面处的限制和扰动区域。
2020-12-29 physics.plasm-ph
Mechanism of runaway electron beam formation during plasma disruptions in tokamaks
提出了托卡马克等离子体破裂过程中逃逸电子束形成的一种新的物理机制。等离子体破裂是由非线性激发的低模数磁流体动力学（MHD）模式形成的强随机磁场引起的。证明了逃逸电子束是在位于$q=1$和最近的低阶有理磁表面[ $q=5/4$或$q=4/3$，\dots ]之间的完整磁表面内的中心等离子体区中形成的。结果表明，逃逸电子束流具有螺旋性质，主要成分为$m/n=1/1$。热淬火和电流淬火时间估计使用碰撞模型的电子扩散和双极粒子输运中的随机磁场，分别。讨论了逃逸电子流衰减的可能机制，即外漂移电子轨道和高能电子与$m/n=1/1$ MHD模的共振相互作用。
2015-04-27 physics.plasm-ph
Self-consistent modeling of runaway electron generation in massive gas injection scenarios in ASDEX Upgrade
我们提出了第一个成功的模拟诱导中断ASDEX升级从大量的材料注入（MMI）建立逃逸电子（RE）束，从而涵盖了预热淬火，热淬火和电流淬火（CQ）的放电。对于未来的强流聚变装置，如ITER，通过MMI成功抑制RE对于确保容器的结构完整性至关重要。为了计算研究MMI，背景等离子体响应和RE生成之间的相互作用，开发了一个基于1.5D传输代码耦合ASTRA-STRAHL的工具包。电子逃逸描述的国家的最先进的减少动力学模型中存在的部分电离杂质。应用于ASDEX升级放电#33108的氩MMI，实验测量的关键等离子体参数，如线平均电子密度的时间演变，等离子体电流衰减率和后CQ RE电流，很好地再现了模拟。杂质离子通过新经典过程和$q = 2$有理面内规定的附加效应的联合作用被输送到中心等离子体中，以解释实验时间尺度。因此，通过强杂质辐射诱导热崩溃，产生大量的RE人口实验观察。
2020-03-02 physics.plasm-ph
Mechanisms of plasma disruption and runaway electron losses in tokamaks
本文在分析大量TEXTOR托卡马克等离子体破裂实验数据的基础上，提出了逃逸电子束的形成和损失机制。等离子体破裂是由非线性激发的低模数磁流体动力学（MHD）模形成的强随机磁场引起的。据推测，失控的电子束是形成在由一个完整的磁表面，由于电子的感应环形电场的加速限制的中心等离子体区域。在具有安全因子$q(0)<1$的等离子体的情况下，最稳定的逃逸电子束由位于磁表面$q=1$和最近的低阶有理表面$q=m/n>1$（$q=5/4$，$q=4/3$，.）之间的完整磁表面形成。估算了热失超时间和电流失超时间.逃逸电子束流被建模为环对称部分和一个小幅度的螺旋电流占主导地位的$m/n=1/1$组件的总和。逃逸电子的损失是由于两种效应：（$i$）通过电子在环形电场中向外漂移直到它们接触壁和（$ii$）通过在束边缘形成逃逸电子的随机层。在$m/n=1/1$ MHD模存在下，形成了这种高能逃逸电子的随机层。它具有混合拓扑结构，具有一个随机的开放区域。讨论了外共振磁扰动对逃逸电子损失的影响。本文用高能电子轨道与$m/n=1/1$ MHD模共振相互作用过程中逃逸电流的重新分布解释了伴随逃逸电子爆发的突发MHD信号的可能原因。
2015-03-23 physics.plasm-ph
Runaway electron current reconstitution after a non-axisymmetric magnetohydrodynamic flush
在最近的JET和DIII-D实验中，已经令人信服地证明了兆安培（MA）级失控电流的良性终止，使其成为ITER失控缓解的主要候选者。这是在一个失控的冲洗的形式由平行流损失沿随机磁场线形成的全球磁流体动力学不稳定性，这被发现与低Z注入，清除高Z杂质从热淬火后等离子体。在这里，我们展示了竞争的物理，管理后冲洗重建的失控电流在ITER的反应堆，预计显着更高的电流。被捕获的“失控”被发现占主导地位的种子失控重建，和高Z杂质的不完全清洗有助于排水种子，但产生更有效的雪崩，其中两个竞争，以产生2-3~MA的步骤之前，失控重建的等离子体电流的电流下降。
2022-11-03 physics.plasm-ph
Compressional Alfvén eigenmodes excited by runaway electrons
在磁聚变实验中观测到了高能离子驱动的压缩Alfvén本征模。在本文中，我们表明，模式也可以由失控的电子在破裂后等离子体中形成，这可以解释动力学不稳定性与大量的气体注入DIII-D破坏实验中观察到的驱动。模式结构的计算，是与实验观察一致的频率。使用从动力学模拟获得的逃逸电子分布函数，模式生长率计算和发现超过碰撞阻尼率时，逃逸电子密度超过阈值。CAE的激发提出了一种新的可能途径，以减轻种子逃逸电子在电流猝灭和超越雪崩。
2020-10-02 physics.plasm-ph
Characteristics of the Alfvénic activity during the current quench in ASDEX Upgrade
该研究针对ASDEX Upgrade装置中MGI诱发破裂电流猝灭阶段的阿尔芬活动，通过模追踪分类、线性模拟验证及统计分析，明确其为全局阿尔芬本征模且频率扫动源于连续谱变化，同时证实其与后续逃逸电子束动力学无显著关联。
2024-02-02 physics.plasm-ph
Post-Disruptive Runaway Electron Beam in COMPASS Tokamak
对于ITER相关的逃逸电子研究，如抑制，缓解，终止和/或控制逃逸束流，获得失控后的电子中断是重要的。在本文中，我们报告的第一个实现放电后分裂逃逸电子束，题为“逃逸平台”，在COMPASS托卡马克。失控平台是由大量的氩气注入产生的。几乎所有的中断与失控的电子平台发生在等离子体电流斜升阶段。在各种参数下比较了有平台和无平台的Ar注入放电。放电的Parametrisation表明，COMPASS中断满足失控高原发生的重要参数范围。这些参数包括电子密度、电场、击穿速度、有效安全系数、最大电流猝灭电场。除了这些典型的参数，等离子体电流值之前的大量气体注入令人惊讶地证明是重要的。
2015-03-10 physics.plasm-ph
Influence of massive material injection on avalanche runaway generation during tokamak disruptions
在ITER等强流托卡马克装置中，失控雪崩会导致种子电子数的大幅放大。我们表明，通过杂质注入的中断缓解可能会显着增加失控的雪崩在这样的设备的增长率。这种效应源于弱电离等离子体中雪崩过程可用的目标电子数量增加，这只能部分地通过快速电子上增加的摩擦力来补偿。我们推导出部分电离等离子体中雪崩增长率的表达式，并研究了杂质注入对雪崩倍增因子和ITER类参数的最终失控电流的影响。对于与中断缓解相关的杂质密度，与先前的预测相比，失控种子的最大放大可以增加数十个数量级。这促使仔细的研究，以确定所需的密度和杂质物种，以获得可容忍的电流淬火参数，以及更详细的建模的失控动态，包括运输的影响。
2019-06-10 physics.plasm-ph
Runaway electron deconfinement in SPARC and DIII-D by a passive 3D coil
一个3D线圈的操作-被动驱动的电流猝灭回路电压-逃逸电子的decencline建模中断的情况下，在托卡马克和DIII-D。采用NIMROD程序进行了非线性磁流体动力学建模，包括随时间变化的磁场边界条件，以模拟线圈的影响。在某些情况下，进一步的建模使用ASCOT 5代码来计算对流和扩散系数失控的电子的基础上NIMROD计算的领域，和梦想的代码来计算失控的演变存在这些传输系数。与Tinguely等人[2021 Nucl. Fusion 61 124003]中的类似建模相比，ASCOT 5结果的假设更为保守，将低水平输运归零，特别是在闭合通量表面已重新形成的区域。三个线圈的几何形状，考虑在ESTA，只有$n=1$线圈被发现有足够的谐振组件，以抑制失控电流的增长。在没有新的保守输运假设的情况下，当模拟中包括TQ MHD或当RE电流被限制在250 kA时，RE电流的完全抑制被保持，但是当闭合通量区域中的输运被完全抑制时，这些场景允许出现1- 2 MA量级的RE束。执行附加建模以考虑封闭理想壁的影响。在DIII-D中，电流淬火被建模为有限和转向平衡形状。在有限的形状，发病的随机性被发现是不敏感的线圈电流的幅度和受很大程度上由安全系数的发展。在这两种设备中，q分布演变的预测被认为是预测线圈的后期时间效应的关键。
2022-07-25 physics.plasm-ph
Self-consistent simulation of compressional Alfvén eigenmodes excited by runaway electrons
在实验中观察到托卡马克破裂电流猝灭（CQ）阶段的阿尔夫文模。在DIII-D中，这些模式的激发与高能逃逸电子的存在相关联，并且强模式激发通常与RE平台形成的失败相关联。在这项工作中，我们提出了自洽的动力学MHD模拟的RE驱动的压缩阿尔文本征模（CAE）在DIII-D中断的情况下，提供了一个解释的CQ模式。模拟结果表明，高能俘获RE通过其进动运动与Alfvén模发生共振，共振频率与RE能量成正比，模式频率及其与RE能量的关系与实验观察一致.模式扰动的磁场可以导致逃逸电子的空间扩散，包括非共振通过的电子，从而提供了一个潜在的方法来缓解逃逸电子的理论基础。
2023-03-07 physics.plasm-ph
The impact of fusion-born alpha particles on runaway electron dynamics in ITER disruptions
本文通过动理学模拟研究ITER破裂中聚变α粒子驱动的环向阿尔芬本征模对逃逸电子的影响，发现TAE可显著增强芯部逃逸电子输运并增大平台电流，而大量材料注入可抑制该模式。
2023-03-16 physics.plasm-ph
Simulation of runaway electron generation in fusion grade tokamak and suppression by impurity injection
在像ITER这样的聚变级托卡马克的中断期间，在热淬火（TQ）期间之后会感应出大的电场，这可以产生大量的逃逸电子（RE），其可以在电流淬火阶段（CQ）中携带高达10 MA的电流，能量高达几十MeV [1-3]。这些逃逸电子由于其局部能量沉积而可能对面向等离子体的部件造成显著损坏。为了减轻这些影响，已经提出了高Z原子的杂质注入[1-3]。在本文中，我们使用了一个自洽的0 D托卡马克破裂模型，该模型在PREDICT程序[6]中实现，该程序已被升级以考虑杂质注入对RE动力学的影响，如[4-5]中所建议的。主要的稀土产生机制，如二次雪崩机制以及主要的稀土产生机制，即Dreicer，热尾，氚衰变和康普顿散射（从激活壁发射的γ射线）已被考虑在内。在这些模拟中，考虑到杂质的影响，考虑到稀土与自由和束缚电子的碰撞，以及从完全和部分屏蔽的核电荷的散射。这些修正也在相对论性试验粒子模型中实现，以模拟动量空间中的RE动力学。我们表明，杂质的存在下有一个非均匀的影响失控电子分布函数。我们还表明，与杂质离子碰撞引起的俯仰角散射和同步辐射损失的综合效应导致RE能量分布函数的更快耗散[7]。不同的稀土产生机制的变化，在不同阶段的中断，主要是之前和之后的杂质注入的报告。
2021-02-27 physics.plasm-ph
Runaway electron generation in disruptions mitigated by deuterium and noble gas injection in SPARC
本文利用DREAM模拟框架和多目标贝叶斯优化，研究SPARC托卡马克中氘与稀有气体联合注入对破裂过程中逃逸电子产生的抑制效果，发现氘-氖组合的缓解效果优于氘-氦或氘-氩组合。
2025-04-11 physics.plasm-ph
Runaway dynamics in the DT phase of ITER operations in the presence of massive material injection
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
研究大规模注入氘-惰性气体混合物对等离子体失控生成、电场电阻扩散及温度演变的影响，发现除非电流淬灭时间过长，否则会产生显著的失控电流。
2020-07-13 physics.plasm-ph
Kinetic modelling of runaway electron generation in argon-induced disruptions in ASDEX Upgrade
大量的材料注入已经被提出作为一种方法来减轻形成的相对论逃逸电子束，可能会导致在托卡马克等离子体中断。在本文中，我们分析了在11个ASDEX升级放电中观察到的失控生成，其中使用大量气体注入触发中断。我们提出了数值模拟的情况下，在轴上等离子体条件的特点，实验观测的约束下，使用的描述与自洽电场和温度演化的失控动力学在二维动量空间和零维真实空间。我们描述的电子分布函数的演变过程中的中断，并显示，失控的种子代占主导地位的热尾在所有的模拟放电。我们重现所观察到的依赖性的电流耗散率在失控的平台阶段的注入氩气的量。我们的模拟还表明，在注入氩气的阈值量以上，电流淬灭后的电流密度强烈依赖于氩气密度。在实验中没有观察到这种趋势，这表明0 D动力学模型未捕获的效应-例如失控的种子运输-也很重要。
2020-08-27 physics.plasm-ph
Runaway Electron Seed Formation at Reactor-Relevant Temperature
使用内部传输势垒的情况下，从1到12千电子伏的分裂前核心电子温度（Te）的系统变化揭示了种子逃逸电子（RE）的生产急剧增加，最终接近完全转换的分裂前电流到亚MeV RE电流。观察到注入的Ar颗粒烧蚀更强烈，更迅速地作为Te上升。在高Te，所观察到的烧蚀超过预测从公布的热烧蚀模型。同时，观察到热猝灭（TQ）随着Te的增加而显著缩短-这是令人惊讶的结果。虽然TQ较短的原因尚不清楚，但候选机制包括：不够准确的热消融模型，由种子RE群体驱动的增强消融，或沿随机场的显著平行热传输。动力学建模，自洽地对待通过辐射等离子体冷却，诱导的电场，和种子RE的形成进行。包括热尾RE播种对Te的固有依赖性与缩短的TQ的组合效应，建模恢复了随着Te上升而接近完全转换的预中断电流到RE电流的进展。在早期电流猝灭（CQ）期间的HXR光谱的测量揭示了随预破裂Te的能量降低的趋势。在最高Te（$\approx$ 12 keV）时，发现热电流向逃逸电流的$\approx$ 100%转换，这一特殊的稀土束的能量被推断为亚MeV，因为它发射的硬X射线（HXR）几乎为零。这些测量结果表明，新的TQ动态Te是不同的，并说明了治疗的RE种子形成问题的局限性，而不考虑相互关联的依赖性的弹丸烧蚀，辐射能量损失，和由此产生的TQ持续时间的变化。
2020-02-12 physics.plasm-ph
Fluid and kinetic studies of tokamak disruptions using Bayesian optimization
该研究利用贝叶斯优化探索 ITER 多种物质注入破裂情景，并系统比较 DREAM 中流体与动力学模型对逃逸电子产生及缓解效果的预测差异。
2024-07-05 physics.plasm-ph
Feasibility of the EDICAM camera for runaway electron detection in JT-60SA disruptions
该研究利用DREAM模拟JT-60SA破裂并通过SOFT生成合成图像，验证EDICAM可见光相机能够观测逃逸电子束的同步辐射。
2023-09-27 physics.plasm-ph
Effect of Two-Stage Shattered Pellet Injection on Tokamak Disruptions
托卡马克反应堆中有效的中断缓解系统应限制壁暴露于局部热损失和高电流逃逸电子束的影响，并避免结构上的过度力。我们评估了关于这些方面的两阶段氘氖粉碎弹丸注入ITER类等离子体，使用模拟与梦想框架[M。Hoppe等人（2021）Comp. Phys. Commun. 268，108098]。为了使获得的逃逸电流最小化，找到了最佳的氘注入量范围，该范围对等离子体对莱曼辐射的不透明度敏感，这影响氘的电离度，从而产生雪崩逃逸。的两阶段的注射方案，其中稀释冷却产生的氘之前，由氖引起的辐射热淬火，减少了热尾种子和局部输送的热负荷的墙壁上。然而，在核操作期间，来自活化壁和氚的额外失控种子源使得难以达到可容忍的低失控电流。
2022-01-26 physics.plasm-ph
The effect of ITER-like wall on runaway electron generation in JET
本文研究了ITER类壁（ILW）对逃逸电子（RE）产生的影响，通过比较研究类似的慢氩气注入射流中断，与不同的壁材料进行。在碳壁的情况下，观察到一个失控的电子平台，而在ITER类壁的情况下，电流淬灭较慢，失控电流是可以忽略不计的小。本文的目的是阐明这些差异的原因，通过详细的数值模拟，研究哪些因素影响了RE的形成。考虑到杂质注入的影响，采用一维电场、温度和逃逸电流模型计算了击穿后的电流分布。各种杂质含量的扫描和协议的实验方案是合理的氩气和壁杂质含量。我们的建模表明，RE动力学变化的原因是一个复杂的，综合的影响等离子体参数分布的差异，铍和碳的辐射特性，以及注入的氩气量的差异。这些共同导致在碳壁情况下显着更高的Dreicer生成速率，这是不太容易被抑制的RE损失机制。结果表明，差异大大减少~50%的氩气含量，这表明显着的RE电流预计在未来的大量气体注入实验的JET和ITER。
2013-08-12 physics.plasm-ph
Synthetic measurements of runaway electron synchrotron emission in the SPARC tokamak
针对SPARC托卡马克中多MA级失控电子（REs）的潜在风险，本文利用SOFT合成诊断工具，对电流上升、稳态平顶及破裂三种场景下RE同步辐射的图像与光谱进行建模，评估了所需时间分辨率、空间覆盖和光谱范围。
2024-09-20 physics.plasm-ph
Runaway electron generation in ITER mitigated disruptions with improved physics models
CEA, IRFM（法国原子能和替代能源委员会，聚变研究设施）；KTH（皇家理工学院）
通过改进的物理模型，在ITER中利用碎屑注入缓解失稳，研究失控电子生成的抑制方法及影响因素。
2026-02-25 physics.plasm-ph
Simulating the nonlinear interaction of relativistic electrons and tokamak plasma instabilities: Implementation and validation of a fluid model
为了模拟托卡马克聚变等离子体中的破裂，提出了一个描述相对论逃逸电子演化及其与背景等离子体相互作用的流体模型。该模型的总体目标是自洽地描述失控电子（RE）和等离子体不稳定性在破坏过程中的非线性耦合演化。在这个模型中，逃逸电子被认为是一个单独的流体物种，其中初始种子是通过Dreicer源产生的，最终通过雪崩机制生长（可以很容易地添加其他相关的源机制）。逃逸电子的平流被认为主要是沿着场线，但也考虑到ExB漂移。该模型是在非线性磁流体动力学（MHD）代码JOREK的基础上Bezier有限元，电流耦合到热等离子体。基准的代码与一维逃逸电子代码GO是使用人工热淬火圆形等离子体。作为第一个演示，该代码适用于在ITER等离子体的轴对称冷垂直位移事件的问题，揭示显着不同的动态计算的情况下，没有失控的电子之间。虽然它是不可行的，以实现完全现实的逃逸电子速度接近光速的缓慢演变的等离子体不稳定性的完整模拟，代码被证明是适合于研究各种MHD的MHD-RE相互作用的MHD活性和中断相关的等离子体。
2019-06-28 physics.plasm-ph
Excitation of whistler and slow-X waves by runaway electrons in a collisional plasma
本研究通过相对论Fokker-Planck-Boltzmann求解器和线性色散分析，发现碰撞等离子体中慢X波比哨声波更易被逃逸电子激发且增长率更高，应成为重点研究领域。
2025-06-23 physics.plasm-ph
On the minimum transport required to passively suppress runaway electrons in SPARC disruptions
在[V.A. Izzo等人2022 Nucl. Fusion 62 096029]，与逃逸电子（RE）产生和传输的自洽演化耦合的热和电流猝灭（CQ）MHD的现有技术建模表明，非轴对称（n = 1）容器内线圈可以在超导体中的中断期间被动地防止RE束形成，一个紧凑的高场托卡马克计划在DT等离子体中实现聚变增益Q > 2。然而，这种抑制需要在磁岛和重新愈合的通量表面内的RE的有限传输;保守地假设在这些区域中的零传输导致RE电流的上限约为1 MA，而分裂前等离子体电流为约8.7 MA。进一步的研究发现，在r/a < 0.3，动能为0.2-15 MeV范围内的核局域电子对RE平台的形成贡献最大。然而，只有一个相对少量的运输，即扩散系数~18 $\mathrm{m^2/s}$，需要在核心中，以充分减轻这些REs。适当占（一）CQ电场的影响，在岛上的RE运输和（ii）的贡献，显着的RE电流中断MHD可能有助于实现这一点。
2023-01-04 physics.plasm-ph
Bayesian approach for validation of runaway electron simulations
在未来的聚变反应堆中，等离子体终止中断可能会导致初始电流转换为相对论逃逸电子束。需要经过验证的预测工具来优化场景和缓解执行器，以避免此类事件可能造成的过度损害。许多应用于聚变能研究的模拟工具要求用户指定几个不受现有实验信息约束的输入参数。因此，一个典型的验证工作需要多参数优化，以校准不确定的输入参数的最佳可能的代表性的调查物理系统。传统的方法，其中一个专家建模进行参数校准的基础上领域的知识，是容易导致一个棘手的验证挑战。对于一个典型的模拟，手动进行详尽的多参数调查，以确保全局最优的解决方案，并严格量化的不确定性是一个无法实现的任务，通常只涵盖部分和非系统性。贝叶斯推断算法提供了一种很有前途的替代方法，它自然包括不确定性量化，并且在选择输入参数时对用户偏差的主观性较低。使用这些方法的主要挑战是模拟足够的样本来构建不确定输入参数的后验分布的计算成本。这一挑战可以通过将概率替代模型（如高斯过程回归）与贝叶斯优化相结合来克服，这可以将所需模拟的数量减少几个数量级。在这里，我们实现了这种类型的贝叶斯优化框架的模型分析中断失控的电子，并探讨模拟电流淬火在射流等离子体放电与氩气诱导中断。
2022-08-03 physics.plasm-ph
Bayesian optimization of massive material injection for disruption mitigation in tokamaks
本文利用贝叶斯优化框架研究ITER中氘氖联合注入的破裂缓解，发现即使最优情景也会产生多兆安逃逸电流，但边缘沉积氖可显著降低逃逸电流和热损失，并高效映射参数空间以评估最优解鲁棒性。
2023-02-24 physics.plasm-ph
Aligning Thermal and Current Quenches with a High Density Low-Z Injection
本研究通过PIXIE3D代码的3D MHD模拟，探讨利用高密度低Z注入减缓托卡马克热淬灭速率，使其与电流淬灭时间尺度对齐，以避免高Z杂质注入导致的失控电流转换问题。
2025-09-05 physics.plasm-ph
First numerical analysis of runaway electron generation in tungsten-rich plasmas towards ITER
本文扩展了 disruption 模拟代码以研究富钨等离子体中的逃逸电子（RE）产生，发现高钨浓度可致极高 RE 电流，热尾机制占主导，为 ITER 缓解技术奠定基础。
2024-04-23 physics.plasm-ph
Modeling the effect of MHD activity on runaway electron generation during SPARC disruptions
研究通过M3D-C1代码探讨SPARC失稳中MHD活动对逃逸电子生成的影响，揭示自洽耦合机制及缓解策略。
2025-12-05 physics.plasm-ph
Runaway electron avalanche and macroscopic beam formation: simulations of the DTT full power scenario
Politecnico di Torino（都灵理工大学）；DTT S.C.a.r.l.；Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；CEA, IRFM（法国原子能和替代能源委员会，聚变研究部）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；ITER Organization（国际热核聚变实验堆组织）；Consorzio RFX（RFX联合体）；CNR-ISTP（国家研究委员会-等离子体科学和技术研究所）；ENEA（意大利国家新能源与可再生能源机构）；Università della Tuscia（图斯卡大学）
研究通过模拟揭示DTT全功率场景中失控电子束形成机制，表明高电流下电子雪崩增益显著增加，需通过杂质注入平衡热负荷与电子避免。
2025-12-31 physics.plasm-ph
Electron acceleration in a JET disruption simulation
逃逸是具有足够高的能量的超热电子，可以通过驱动电场连续加速到数十MeV [1]。在等离子体破裂后，可以观察到能够破坏托卡马克第一壁的高能逃逸电子（RE）束[2]。因此，为了设计能够保证托卡马克安全运行的缓解系统，充分了解它们的产生机制是至关重要的。在以前的工作中，[3]，在JOREK 3D非线性MHD代码中引入了测试粒子跟踪器，并用于研究模拟JET类中断期间的电子约束。在[3]中发现，相对论电子并不完全被发生在破裂热猝灭（TQ）过程中的随机磁场解除限制。这是由于在电流失超（CQ）开始时闭合磁表面的重整。该结果是在忽略感应电场的情况下获得的，以避免不切实际的粒子加速，否则由于不存在碰撞效应而发生粒子加速。本文扩展了[3]在相同的模拟JET类中断使用完整的电场分析测试电子动力学。为此，在粒子跟踪器导引中心方程中引入了简化的碰撞模型。我们表明，电子在热能可以成为RE期间或之后立即TQ由于三种现象的组合：第一RE加速TQ期间由于存在一个复杂的MHD诱导的电场，粒子细化所造成的快速重组后的封闭磁表面TQ和二次加速引起的CQ电场。
2018-08-13 physics.plasm-ph
Reduced kinetic modelling of shattered pellet injection in ASDEX Upgrade
Max Planck Institute for Plasma Physics（马普等离子体物理研究所）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
本文通过简化动力学建模重现 ASDEX Upgrade 破碎弹丸注入实验的关键趋势，验证了该方法对辐射能量份额、电流猝灭及逃逸电子抑制的预测能力，并揭示了碎裂统计涨落仅在中等氖掺杂时显著影响破裂动力学。
2026-09-25 physics.plasm-ph
Observation of Toroidal Alfven Eigenmodes during Minor Disruptions in Ohmic Plasmas
在SUNIST球形托卡马克装置上首次发现了在无辅助加热的纯欧姆加热等离子体中激发的环形Alfven本征模。TAE模式在轻微破坏期间观察到，频率范围为150-500 kHz。模式结构分析表明存在m/n=-3/-1和-4/-1谐波，在实验室参考系中沿电子抗磁方向传播。这些TAE出现的同时，在电流猝灭阶段的逃逸电子的产生，伴随着轻微的破坏过程中的密度扫描。这些TAE的可能的驱动机制和潜在的应用进行了讨论。
2016-12-13 physics.plasm-ph
Test particles dynamics in the JOREK 3D non-linear MHD code and application to electron transport in a disruption simulation
为了有助于理解托卡马克破裂过程中逃逸电子的产生机制，在JOREK三维非线性MHD程序中引入了一个测试粒子跟踪器，能够计算完整的和引导中心相对论轨道。测试结果表明，该模块具有良好的运动不变量守恒性和全轨道解与导引中心解的一致性。第一个应用程序，其中测试电子约束特性在喷气式发动机大量气体注入触发中断模拟进行了研究。据发现，电子布居初始化之前的热淬火（TQ）通常不完全退细化，尽管在TQ期间的磁场的全局随机性。当电子能量从1keV变化到10MeV时，“幸存者”的比例从百分之几十下降到百分之零点几。电子“生存”的基本机制是在等离子体核心处迅速重新形成封闭的磁表面，并且在较小程度上，随后在边缘处重新出现磁表面。它还发现，电子在10 MeV比在1 MeV，这似乎与由于在高能量的轨道移动的相位平均效应相一致。
2017-09-12 physics.plasm-ph
