等离子体不稳定性

等离子体不稳定性破坏约束，限制核聚变炉的性能。MHD不稳定性（宏观）和微观不稳定性（微观）大致分为两类。

MHD不稳定性

MHD不稳定性分为电流驱动型和压力驱动型。

扭曲不稳定性是电流驱动型，等离子体柱发生螺旋形变形。安全系数q > 1是稳定必要条件，托卡马克中表面的安全系数qa >= 3运行（Kruskal-Shafranov极限）。内部扭曲模与q = 1面共振，是锯齿振荡的原因。

气球模是压力驱动型，在托卡马克外侧（坏曲率区域）局地膨胀。Troyon极限将归一化β限制在约3.5。

撕裂模由有限电阻引起磁力线重新连接，在共振面上形成磁岛。在磁岛内部，温度和密度均匀化，约束性能恶化。

新经典撕裂模式（NTM）由磁岛形成导致的自举电流缺失驱动。是高β等离子体的主要不稳定性，当种子磁岛超过临界尺寸时开始生长。q = 3/2面和q = 2面很重要。

电阻性壁模式（RWM）是外部扭曲模与导体壁的电阻效应耦合的不稳定性。可以通过等离子体旋转或反馈控制稳定化。

ELM（边缘局域模）是H模式台基中局地的不稳定性。I型ELM周期为10-100 Hz，释放台基能量的5-15%。向偏滤器的瞬态热负荷是严重问题。

锯齿振荡是具有q = 1面的等离子体中观测到的周期性现象。中心温度缓慢上升后急剧下降的循环重复。周期约10-100毫秒。长周期化的”怪物锯齿”有产生NTM种子磁岛的风险。

鱼骨振荡是由高能粒子驱动的内部扭曲模。TAE（环向阿尔芬本征模）由快粒子激发，引起粒子的径向输运。

破裂是等离子体放电突然终止的剧烈现象。热淬灭（1-10毫秒）损失累积能量，随后电流淬灭（10-100毫秒）电流衰减。电磁力、晕电流、逃逸电子对设备造成严重损伤。

超过密度极限（Greenwald极限）或β极限会导致破裂。

ECCD（电子回旋电流驱动）在磁岛O点驱动电流抑制NTM。RMP（共振磁场扰动）从外部施加螺旋磁场控制ELM。pellet注入用于ELM节拍和破裂缓解。反馈控制用传感器检测模，用执行器校正。优化电流分布对预防不稳定性有效。