Для достижения режима улучшенного удержания, который считается предпочтительным для термоядерного реактора, требуется мощный дополнительный нагрев электронной компоненты плазмы с помощью пучков СВЧ волн. В этом режиме наблюдается транспортный барьер на границе плазменного шнура с большим градиентом профиля плотности.

Авторами предсказан эффект низкопорогового параметрического распада СВЧ пучка при прохождении через транспортный барьер. В основе эффекта лежит появление окон прозрачности для продольных волн промежуточного диапазона частот при наличии большого градиента плотности. Эти волны отсутствуют в однородной плазме и могут быть локализованы вдоль направления плазменной неоднородности и магнитного поля из-за его тороидальной гофрировки, а их групповая скорость в полоидальном направлении может обращаться в ноль. Показано, что такие свойства приводят к легкому параметрическому возбуждению этих волн и нелинейному рассеянию СВЧ волн накачки обыкновенной поляризации при дополнительном электронном циклотронном резонансном нагреве (ЭЦРН) плазмы.

В частности, установлено, что обнаруженный порог возбуждения такой абсолютной параметрической неустойчивости будет превышен при ЭЦ нагреве на первой гармонике обыкновенной волны, что будет препятствовать планируемому с помощью ЭЦ нагрева подавлению неоклассической тиринг-неустойчивости на токамаке-реакторе ITER и на токамаке Т 15МД.

Публикации

1. E.Z. Gusakov, A.Yu. Popov (2022) Phys. Rev. Lett. 128 065001
2. E.Z. Gusakov, A.Y. Popov (2022) Nucl. Fusion 62 096032
3. Е.З. Гусаков, А.Ю. Попов (2022) Физика плазмы 48 783-791