stringtranslate.com

Режим локализации края

Локализованная по краю мода (ELM) — это плазменная нестабильность , возникающая в краевой области плазмы токамака из-за периодических релаксаций краевого транспортного барьера в режиме с высоким ограничением . Каждый всплеск ELM связан с выбросом частиц и энергии из ограниченной плазмы в слой соскабливания. Это явление впервые наблюдалось в токамаке ASDEX в 1981 году. [1] Диамагнитные эффекты в уравнениях модели расширяют размер пространства параметров, в котором могут быть восстановлены решения повторяющихся пилообразных структур по сравнению с резистивной МГД- моделью. [2] ELM может вытеснять до 20 процентов энергии реактора. [3]

Проблемы

ELM представляет собой серьезную проблему в исследованиях магнитного синтеза с использованием токамаков, поскольку эти нестабильности могут:

Профилактика и контроль

Различные эксперименты/моделирования пытались смягчить ущерб от ELM. Методы включают:

История

В 2003 году DIII-D начал экспериментировать с резонансными магнитными возмущениями для управления ELM. [9]

В 2006 году была начата инициатива (Project Aster) по моделированию полного цикла ELM, включая его начало, крайне нелинейную фазу и его спад. Однако это не было «истинным» циклом ELM, поскольку истинный цикл ELM потребовал бы моделирования медленного роста после краха, чтобы создать второй ELM.

По состоянию на конец 2011 года несколько исследовательских установок продемонстрировали активный контроль или подавление ELM в плазме токамака. Например, токамак KSTAR использовал определенные асимметричные трехмерные конфигурации магнитного поля для достижения этой цели. [10] [11]

В 2015 году были опубликованы результаты первого моделирования, демонстрирующие повторяющуюся цикличность ELM. [12]

В 2022 году исследователи начали проверять гипотезу малого ELM в JET, чтобы оценить полезность этой методики. [7] [3]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ F., Wagner; AR, Field; G., Fussmann; JV, Hofmann; ME, Manso; O., Vollmer; José, Matias (1990). «Последние результаты исследований H-режима на ASDEX». 13-я Международная конференция по физике плазмы и управляемому ядерному синтезу : 277–290. hdl :10198/9098.
  2. ^ Halpern, FD; Leblond, D; Lütjens, H; Luciani, JF (2010-11-30). "Режимы колебаний внутренней моды изгиба в плазме токамака". Plasma Physics and Controlled Fusion . 53 (1): 015011. doi :10.1088/0741-3335/53/1/015011. ISSN  0741-3335. S2CID  122868427.
  3. ^ ab Choi, Charles Q. (20 октября 2022 г.). «Управляемый хаос может быть ключом к неограниченной чистой энергии». Inverse . Получено 2022-10-26 .
  4. ^ Ли, Крис (13 сентября 2018 г.). «Третье измерение помогает реактору синтеза токамак избежать неустойчивости, разрушающей стенки». Ars Technica . Получено 17 сентября 2018 г.
  5. ^ Леонард, AW (11 сентября 2014 г.). "Реберно-локализованные моды в токамаках". Physics of Plasmas . 21 (9): 090501. Bibcode : 2014PhPl...21i0501L. doi : 10.1063/1.4894742. OSTI  1352343.
  6. ^ TE Evans; et al. (2008). "Подавление RMP ELM в плазме DIII-D с формами и столкновениями, аналогичными ITER". Nucl. Fusion . 92 (48): 024002. Bibcode :2008NucFu..48b4002E. doi :10.1088/0029-5515/48/2/024002. hdl : 11858/00-001M-0000-0026-FFB5-4 . S2CID  54039023.
  7. ^ ab Harrer, GF; Faitsch, M.; Radovanovic, L.; Wolfrum, E.; Albert, C.; Cathey, A.; Cavedon, M.; Dunne, M.; Eich, T.; Fischer, R.; Griener, M.; Hoelzl, M.; Labit, B.; Meyer, H.; Aumayr, F. (2022-10-10). "Квазинепрерывный сценарий выхлопа для термоядерного реактора: Возрождение малых локализованных мод края". Physical Review Letters . 129 (16): 165001. arXiv : 2110.12664 . Bibcode : 2022PhRvL.129p5001H. doi : 10.1103/PhysRevLett.129.165001. PMID  36306746. S2CID  239768831.
  8. ^ «Нестабильность термоядерного реактора можно оптимизировать, регулируя плотность плазмы и магнитные поля». Physics World . 4 ноября 2022 г.
  9. ^ TE Evans; и др. (2004). "Подавление больших локализованных на краю мод в плазме DIII-D с высоким ограничением и стохастической магнитной границей". Physical Review Letters . 92 (23): 235003. Bibcode : 2004PhRvL..92w5003E. doi : 10.1103/PhysRevLett.92.235003. PMID  15245164.
  10. ^ Квон, Ынхи (2011-11-10). "KSTAR объявляет об успешном подавлении ELM" . Получено 2011-12-11 .
  11. ^ Park, Jong-Kyu; Jeon, YoungMu; In, Yongkyoon; Ahn, Joon-Wook; Nazikian, Raffi; Park, Gunyoung; Kim, Jaehyun; Lee, HyungHo; Ko, WonHa; Kim, Hyun-Seok; Logan, Nikolas C.; Wang, Zhirui; Feibush, Eliot A.; Menard, Jonathan E.; Zarnstroff, Michael C. (10.09.2018). "Управление фазовым пространством 3D-поля в плазме токамака". Nature Physics . 14 (12): 1223–1228. Bibcode : 2018NatPh..14.1223P. doi : 10.1038/s41567-018-0268-8. ISSN  1745-2473. ОСТИ  1485109. S2CID  125338335.
  12. ^ Orain, François; Bécoulet, M; Morales, J; Huijsmans, GTA; Dif-Pradalier, G; Hoelzl, M; Garbet, X; Pamela, S; Nardon, E (2014-11-28). "Нелинейное МГД-моделирование циклов локализованных на краю мод и их смягчение резонансными магнитными возмущениями" (PDF) . Физика плазмы и управляемый термоядерный синтез . 57 (1): 014020. doi :10.1088/0741-3335/57/1/014020. ISSN  0741-3335. S2CID  44243673.

Дальнейшее чтение