Нелокальность турбулентности на примере спектральных и пространственных характеристик кросс-корреляционной рефлектометрии флуктуаций плотности плазмы в токамаках
Кукушкин А.Б., Куличенко А.А.

Поступила в редакцию: 20 Сентября 2025

DOI: 10.7868/S3034641X25120135

PDF (432.5K)

В развитие подхода, описанного в работе [L. F. Richardson, Proc. Roy. Soc. 110, 709 (1926)], представлена характеризация нелокальности турбулентности, описываемой законом Ричардсона (Richardson t³-law) для парных корреляций в жидкостях и газах, на примере спектральных и пространственных характеристик кросс-корреляционной рефлектометрии флуктуаций плотности плазмы в токамаках. Предложена модификация алгоритма интерпретации спектров кросс-корреляционной рефлектометрии плазмы токамака электромагнитными волнами, состоящей в решении обратной задачи нахождения параметров сортов флуктуаций плотности плазмы, на которых происходит рассеяние зондирующей электромагнитной волны. На примере данных токамака KSTAR показано, что введение дополнительного сорта быстро движущихся флуктуаций плотности плазмы, подсказанное экспериментальными спектрами для рассеянного излучения, позволяет улучшить согласие теории и эксперимента не только для спектров рассеяния, но и для спектральной зависимости модуля комплексной кросс-корреляционной функции (ККФ). Показано существенное отличие степенной пространственной зависимости ККФ флуктуаций плотности плазмы, найденной из экспериментальных данных на токамаке Т-10 для корреляций поперек сильного магнитного поля, от экспоненциальной (диффузионной, броуновской) модели ККФ, часто используемой в кросс-корреляционной рефлектометрии. Связь далеких крыльев спектра рассеяния и спектра ККФ со степенными крыльями парной корреляционной функции и степенным распределением типа Леви у функции распределения по длине свободного пробега флуктуаций плотности в плазме позволяет предложить связь квазикогерентных колебаний (quasi coherent mode, QCM), наблюдаемых в токамаках, с так называемым широкополосным участком в спектре рассеяния и спектре ККФ.