Генерация тока начальной загрузки — это своеобразное явление, происходящее из-за специфической конфигурации неоднородного магнитного поля токамака, обладающего тороидально–спиральной симметрией.
Эффект имеет кинетическую природу и обусловлен сосуществованием проходящих и захватывающихся частиц в плазме токамака; следовательно, он не может быть описан в цилиндрическом приближении.
Идея поддержания тороидального тока в токамаке за счет эффекта начальной загрузки выглядит достаточно привлекательно для стационарного реактора токамака, являясь альтернативой существующим дорогостоящим и энергоемким методам неиндуктивной генерации тока.
Теория тока начальной загрузки активно развивается с помощью как аналитических, так и численных методов. Спонтанная (без ввода внешнего импульса) генерация вращения плазмы в токамаке также является интригующим явлением, которое все еще нуждается в теоретическом объяснении.
В данный момент мы рассчитываем потоки компонентов плазмы, возникающие в результате спонтанной анизотропизации функции распределения из-за движения частиц без столкновений в электромагнитном поле.
Промежуточные результаты:
Плотность генерируемого тороидального тока не является функцией магнитной поверхности и сильно поляризована в полоидальном поперечном сечении, амплитуда колебаний тока существенно больше, чем средний ток на магнитной поверхности.
Формальное усреднение генерируемого тока по магнитной поверхности кажется неоправданным.
Выяснен механизм генерации неиндуктивного тока. В отличие от неоклассических предположений, проходящие частицы существенно отклоняются от магнитных поверхностей. Это приводит, в частности, к образованию отрицательного тока на внутренней стороне магнитной поверхности. На магнитной оси ток в основном генерируется из- за асимметрии границы фазового пространства между захваченными и проходящими частицами, начинающимися с противоположных скоростей от пространственно неоднородного источника.
Показано, что, поскольку поверхности дрейфа не совпадают с магнитными, плотность тока на оси токамака не может быть однозначно охарактеризована начальным градиентом плотности на исходной магнитной поверхности, но зависит от неоднородности источника. Предложены модельные масштабирования для тока начальной загрузки.