Advanced Tokamak Stability Theory

این کتاب تئوری های پایداری پیشرفته را برای پلاسماهای همجوشی محصور مغناطیسی، به ویژه در توکامک ها، شرح می دهد. با پیشرفت علوم پلاسمای فیوژن، شکاف بین کتاب های درسی و تحقیقات پیشرفته به تدریج ایجاد می شود. این کتاب این شکاف را پر می کند. این بر موضوعات پیشرفته مانند طیف مگنتوهیدرودینامیک در توکاماک ها، حالت های تبادل، حالت های بادکنکی، و حالت های ویژه Alfvén حلقوی و غیره در هندسه حلقوی تمرکز دارد. تئوری ها به موازات فرمالیسم های مگنتوهیدرودینامیک مقاومتی و ژیروسینتیک ایده آل ارائه می شوند.

این مقاله مشتقات تئوری‌های پایداری پیشرفته در این زمینه را شرح می‌دهد، مانند نمایش حالت بادکنکی، نظریه لایه‌های منفرد مغناطیسی هیدرودینامیک مقاومتی توسط A. Glasser و همکاران. و نظریه ژیوکینتیک تلاش های ویژه ای برای توضیح چگونگی فرمول بندی مسائل فیزیک به صورت ریاضی و نحوه حل آن ها به صورت تحلیلی یا نیمه تحلیلی صورت می گیرد. علاوه بر تئوری های پیشرفته، این کتاب همچنین تصاویر شهودی فیزیک را برای پدیده های مختلف مشاهده شده تجربی، مانند حالت های محصور کردن (حالت های L-، I-، و H)، سد حمل و نقل، حمل و نقل غیرمحلی، حالت های موضعی لبه، انتقال حباب مورد بحث قرار می دهد. ، و نوسانات هارمونیک لبه و غیره.

This book describes the advanced stability theories for magnetically confined fusion plasmas, especially in tokamaks. As the fusion plasma sciences advance, the gap between the textbooks and cutting-edge researches gradually develops. This book fills in this gap. It focuses on the advanced topics such as the spectrum of magnetohydrodynamics in tokamaks, the interchange modes, ballooning modes, and toroidal Alfvén eigenmodes, etc. in the toroidal geometry. The theories are laid out in parallel with the ideal, resistive magnetohydrodynamics and gyrokinetics formalisms.

It details the derivations of the advanced stability theories in this field, such as the ballooning mode representation, the resistive magnetohydrodynamics singular layer theory by A. Glasser, et al. and the gyrokinetic theory. Special efforts are made to explain how the physics problems are formulated mathematically and how to solve them analytically or semi-analytically. Besides the advanced theories, the book also discusses the intuitive physics pictures for various experimentally observed phenomena, such as the confinement modes (L-, I-, and H-modes), the transport barrier, nonlocal transport, edge localized modes, blob transport, and edge harmonic oscillations, etc.