Миттєві втрати заряджених продуктів синтезу в токамаці: розрахунок потоку
Анотація
Розроблено метод обчислення розподілів по пітч-куту, енергії та полоїдного куту потоку заряджених продуктів синтезу, які втрачаються на першій стінці осесиметричного токамака внаслідок миттєвих втрат (МВ). Цей метод розширює підхід для обчислення полоїдного розподілу МВ ЗПС в токамаках, який був запропонований в [Kolesnichenko Ya.I. et al. Sov. J. Plasma Phys 2 (1976) 506]. Покращений метод дозволяє розраховувати розподіли швидких іонів, що втрачаються, для широкого класу магнітних конфігурацій токамаків. Аналітична модель магнітного поля, яка використовується в цьому дослідженні, враховує шафранівський зсув, еліптичність, трикутність та асиметрію «верх-низ» [Yavorskij V.A. et al. Plasma Phys. Control. Fusion 43 (2001) 249]. Використання простору інваріантів руху дає можливість значно зменшити обчислювальні зусилля при моделюванні потоку частинок, що втрачаються, в заданій точці на першій стінці. Розроблений підхід є корисним для моделювання розподілу за пітч-кутами та енергіями швидких іонів, що втрачаються, та досягають сцинтиляційного детектора [Zweben S.J. et al. Nucl.Fusion 30 (1990) 1551] у сучасних токамаках [Kiptily V.G. et al. Nucl.Fusion 49 (2009) 065030], а також обчислювати потоки ЗПС на першу стінку в майбутніх токамаках-реакторах.
Завантаження
Посилання
Ya.I. Kolesnichenko The role of alpha particles in tokamak reactors // Nuclear Fusion. – 1980. – Vol.20, № 6. – P. 727 - 780.
W.W. Heidbrink , G.J. Sadler The behaviour of fast ions in tokamak experiments // Nuclear Fusion. – 1994. – Vol.34, № 4. – P. 535-615.
Ya.I. Kolesnichenko, A.D. Fursa, Yavorskij V.A. Azimuthal distribution of the flux of high-energy alpha-particles to the chamber wall in an axisymmetric tokamak // Soviet Journal of Plasma Physics. – 1976. – Vol.2, No. 6. – P. 506-510. (in English).
L.M. Hively, G.H. Miley Fusion product bombardment of a tokamak first wall // Nuclear Fusion. – 1977. – Vol.17, № 5. – P. 1031 - 1046.
Ya.I. Kolesnichenko, Yavorskij V.A. Alpha-particle confinement in a tokamak with a noncircular cross section // Soviet Journal of Plasma Physics. – 1979. – Vol.5, № 1. – P. 72-77. (in English).
/ S.J. Zweben, R.L. Boivin, M. Diesso et al. Loss of Alpha-Like MeV Fusion Products from TFTR // Nuclear Fusion. – 1990. – Vol.30, № 8. – P. 1551-1574.
V.G. Kiptily, D. Borba, F.E. Cecil et al. Fast ion JET diagnostics: confinement and losses // AIP Conference Proceedings 988, Burning Plasma Diagnostics: An International Conference, Varenna, Italy, September 24-28. – 2007. Abstract Booklet. – P. 283-290.
S. Baeumel, A.Werner, R. Semler et al. Design of lost alpha particle diagnostics for JET // Fusion Enginnering and Design. – 2005. – Vol.74. – P. 853-857.
M. Garcia-Munoz, H.-U. Fahrbach, H. Zohm et al. Scintillator based detector for fast-ion losses induced by magnetohydrodynamic instabilities in the ASDEX upgrade tokamak // Review of Scientific Instruments. – 2009. – Vol.80, № 5. – P. 053503 (1-9).
R.K. Fisher, D.C. Pace, M. García-Munoz et al. Scintillator-based diagnostic for fast ion loss measurements on DIII-D // Review of Scientific Instruments. – 2010. – Vol.81, № 10. – P. 10D307 (1-3).
ITER Physics Expert Group on Energetic Particles, ITER Physics Basis Editors, ITER EDA et al. Chapter 5: Physics of Energetic Ions // Nuclear Fusion. – 1999. – Vol.39, № 12. – P. 2471-2495.
A. Fasoli, C. Gormenzano, H.L. Berk et al. Chapter 5: Physics of Energetic Ions // Nuclear Fusion. – 2007. – Vol.47, № 6. – P. S264-S284.
K. Shinohara, T. Kurki-Suonio, D. Spong et al. Effects of complex symmetry-breakings on alpha particle power loads on first wall structures and equilibrium in ITER // Nuclear Fusion. – 2011. – Vol.51, № 6. – P. 063028 (1-12).
Yu. Baranov, I. Jenkins, V. Kiptily et al. Evidence of anomalous losses of fusion products on JET // 37th EPS Conference on Plasma Physics, Dublin, Ireland, June 21 - 25. – 2010. – P5.141.
V.A. Yavorskij, K. Schoepf, Zh.N. Andrushchenko et al. Analytical models of axisymmetric toroidal magnetic fields with non-circular flux surfaces // Plasma Physics and Controlled Fusion. – 2001. – Vol.43, № 3. – P. 249 - 269.
V. Yavorskij, Yu.Baranov, V. Goloborod’ko et al. Modelling of spatial and velocity distributions of diffusive fast ion loss in JET // 38th EPS Conf. on Plasma Phys., Strasbourg, France, June 27 – July 1. – 2011. – P4.029.
J.A.Rome, Y-K.M. Peng The topology of tokamak orbits // Nuclear Fusion – 1979. – Vol.19, №.9. – P. 1193-1205.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
