多极Galatea磁阱中的等离子体逆磁效应

摘要：

为了在多极Galatea磁阱等离子体约束实验中获得更精确的等离子体参数,利用Rogowski线圈测量了多极磁阱中等离子体的逆磁电流,并借助COMSOL有限元软件分析了磁阱的磁场和等离子体逆磁电流的分布特点,建立了逆磁电流和等离子体分界面处压强之间的数学模型;结合理想气体方程,给出了利用逆磁电流估算等离子体能量约束时间和等离子体温度的方法,并根据测量的逆磁电流计算了不同障壁磁场下多极磁阱中等离子体的主要参数.计算结果表明,障壁磁场磁感应强度在0.025-0.1 T之间变化时,逆磁电流最大值的变化范围为60～110A,磁阱分界面处压强变化范围为9～14 Pa,等离子体的能量约束时间变化范围为50～150 μs.根据上述测量结果和所提模型估算的等离子体温度约为10 eV,这与热量计测量的等离子体温度基本一致,证明了在等离子体浓度的数值已知的情况下,可以通过测量逆磁电流来测定磁阱中的等离子压强、等离子约束能量时间和等离子体温度.

关键词：多级Galatea、磁阱、等离子体磁约束、Rogowski线圈、逆磁电流、压强分布、能量约束时间

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资助基金：国家国际科技合作专项2011DFR70910.Project suppored by International S&T Cooperation Program of China ISTCP2011DFR70910.

在线出版日期：2017-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：3734-3740