Superthermische Teilchen, die durch Zusatzheizung oder Fusionsprozesse erzeugt werden, können vorhandene MHD-Instabilitäten in einem Fusionsplasma zusätzlich destabilisieren oder sogar zu neuen 'Energetischen-Teilchen-Moden' führen. Um solche Moden untersuchen zu können, wurde ein neuer linearer gyrokinetischer MHD-Code entwickelt und getestet, LIGKA (Linear Gyrokinetic Shear Alfvén Physics), dem das 'gyrokinetische MHD-Modell' zugrunde liegt [H.Qin et al, Phys. Plasmas 5, 1035 (1998)]. Dieses Modell besteht aus drei linearen Gleichungen, die aus der allgemeinen, nichtlinearen gyrokinetischen Lagrangefunktion abgeleitet werden: der Quasi-Neutralitätsgleichung, der gyrokinetischen Momentengleichung und der gyrokinetischen Gleichung selbst, die die gestörte Verteilungsfunktion beschreibt. Entwickeln nach dem Larmorradius, Bilden einiger Fluidmomente und Beschränken auf Scher-Alfvén-Moden resultiert in einer selbstkonsistenten, nicht-perturbativen, elektromagnetischen Formulierung, die es möglich macht, nicht nur Anwachs- und Dämpfungsraten, sondern auch durch die energetischen Teilchen modifizierte Eigenfunktionen zu berechnen. Im Vergleich zu früheren numerischen Implementierungen, wurden einige wesentliche Verbesserungen und Erweiterungen vorgenommen: es können sowohl analytische als auch numerische Gleichgewichte verwendet werden, und die Integration über die ungestörten Teilchenbahnen wird mit dem driftkinetischen Code HAGIS (S.D.Pinches, CPC 111, 131 (1998)) exakt ausgeführt. Darüber hinaus werden endliche Bananenbreiten berücksichtigt indem ausnützt wird, dass in einer linearen Formulierung die Diskretisierung der gestörten Potentiale in radialer Richtung mit der Integration über die Teilchenorbits vertauscht werden kann. Es wurden erfolgreich Vergleichsrechnungen mit anderen idealen MHD Codes für (1,1) interne Kink-Moden und TAE-Gap-Moden ausgeführt. Für diese beiden Arten von Moden wurde untersucht, welche Änderungen sich durch kinetische Effekte (Hintergrundteilchen, superthermische Teilchen) ergeben, und die Ergebnisse wurden mit anderen kinetischen Codes verglichen.     «

Superthermische Teilchen, die durch Zusatzheizung oder Fusionsprozesse erzeugt werden, können vorhandene MHD-Instabilitäten in einem Fusionsplasma zusätzlich destabilisieren oder sogar zu neuen 'Energetischen-Teilchen-Moden' führen. Um solche Moden untersuchen zu können, wurde ein neuer linearer gyrokinetischer MHD-Code entwickelt und getestet, LIGKA (Linear Gyrokinetic Shear Alfvén Physics), dem das 'gyrokinetische MHD-Modell' zugrunde liegt [H.Qin et al, Phys. Plasmas 5, 1035 (1998)]. Dieses M...     »

In a plasma with a population of superthermal particles generated by heating or fusion processes, kinetic effects can lead to the additional destabilisation of MHD modes or even to additional (energetic particle) modes. In order to describe these modes, a new linear gyrokinetic MHD code has been developed and tested, LIGKA (Linear Gyrokinetic Shear Alfvén Physics), based on the theoretical gyrokinetic MHD model [H.Qin et al, Phys. Plasmas 5, 1035 (1998)]. This framework provides a set of linear equations derived from the general nonlinear gyrokinetic Lagrangian: the quasi neutrality equation, the gyrokinetic moment equation and the equation for the perturbed distribution function itself. A finite Larmor radius expansion together with the construction of some fluid moments and specification to the shear Alfvén regime results in a self-consistent, electromagnetic, non-perturbative model, that allows not only for growing or damped eigenvalues but also for a change in mode-structure of the magnetic perturbation due to the energetic particles. Compared to previous implementations, this model is coded in a more general and comprehensive way. LIGKA uses a fourier decomposition in the poloidal coordinate and a finite element discretisation in the radial direction. Both analytical and numerical equilibria can be treated. Integration over the unperturbed particle orbits is performed with the drift-kinetic code HAGIS [S.D.Pinches, CPC 111, 131 (1998)] which accurately describes the particles' trajectories. Furthermore, finite-banana-width effects are implemented in a rigorous way since the linear formulation of the model allows to exchange the unperturbed orbit integration and the discretisation of the perturbed potentials in the radial direction. The resulting model is formulated as an eigenvalue problem and solved iteratively. The code has been successfully benchmarked with other ideal MHD codes for the (1,1) internal kink and for TAE gap modes. For these two types of modes also kinetic modifications due to the background and due to superthermal particles have been investigated and benchmarks with other kinetic codes have been carried out.     «

In a plasma with a population of superthermal particles generated by heating or fusion processes, kinetic effects can lead to the additional destabilisation of MHD modes or even to additional (energetic particle) modes. In order to describe these modes, a new linear gyrokinetic MHD code has been developed and tested, LIGKA (Linear Gyrokinetic Shear Alfvén Physics), based on the theoretical gyrokinetic MHD model [H.Qin et al, Phys. Plasmas 5, 1035 (1998)]. This framework provides a set of linear...     »