Režim lokalizovaný na hraně - Edge-localized mode

An režim lokalizovaný na okraji („ELM“) působí rušivě nestabilita vyskytující se v okrajové oblasti a tokamak plazma kvůli kvaziperiodickému uvolnění dopravní bariéry[je zapotřebí objasnění ] dříve vytvořené během L → H přechod (tj. v Režim H. ). Tento jev byl poprvé pozorován u ASDEX tokamak v roce 1981.[1]

Rozvoj režimů lokalizovaných na hraně představuje velkou výzvu magnetická fúze výzkum s tokamaky, protože tyto nestability 1.) mohou poškodit komponenty stěn (zejména divertor desky) jejich odstraněním kvůli jejich extrémně vysoké rychlosti přenosu energie (GW / m2);[2] a 2.) může potenciálně spojovat nebo spouštět jiné nestability, jako je režim odporové stěny (RWM) nebo neoklasický trhací režim (NTM) [3]

Simulace a modelování

V roce 2006 byla zahájena iniciativa (nazvaná Project Aster), která simuluje celý cyklus ELM včetně jeho nástupu, vysoce nelineární fáze a jejího rozpadu. To však nepředstavovalo „skutečný“ cyklus ELM, protože skutečný cyklus ELM by vyžadoval modelování pomalého růstu po havárii, aby bylo možné mít druhý ELM. V roce 2015 byly zveřejněny výsledky první simulace demonstrující opakované cyklování ELM.[4] Klíčovým prvkem pro získání opakovaných relaxací bylo zahrnutí diamagnetických efektů do modelových rovnic. Ukázalo se také, že diamagnetické efekty rozšiřují velikost parametrického prostoru, ve kterém se řešení opakují pila lze obnovit ve srovnání s odporovým modelem MHD.[5]

Prevence a kontrola

Probíhá výzkum zabraňující tvorbě okrajových lokalizovaných režimů. Nedávno byl publikován článek, který navrhl novou metodu boje proti tomuto jevu vstřikováním statické magnetické hlučné energie do pole kontejnmentu jako režim stabilizace kontejnmentu; to může snížit amplitudu ELM.[Citace je zapotřebí ] Aktualizace ASDEX dosáhl určitého úspěchu pomocí injekce pelet ke zvýšení frekvence a tím ke snížení závažnosti dávek ELM.[Citace je zapotřebí ]

Kontrola v praxi

Od roku 2003 DIII-D experimentoval s Rezonanční magnetické poruchy ovládat ELM.[6]

Na konci roku 2011 prokázalo několik výzkumných zařízení aktivní kontrolu nebo potlačení ELM v plazmatu tokamaku. Například Tokamak KSTAR k dosažení tohoto cíle používá specifické asymetrické trojrozměrné konfigurace magnetického pole.[7][8]

Viz také

Reference

  1. ^ F., Wagner; A.R., Field; G., Fussmann; J.V., Hofmann; ME, Manso; O., Vollmer; José, Matias (1990). "Poslední výsledky studií H-módu na ASDEX". 13. mezinárodní konference o fyzice plazmatu a řízené jaderné fúzi: 277–290. hdl:10198/9098.
  2. ^ Lee, Chris (13. září 2018). „Třetí dimenze pomáhá fúznímu reaktoru Tokamak zabránit nestabilitě ničící zdi“. Ars Technica. Citováno 2018-09-17.
  3. ^ Leonard, A.W. (11. září 2014). "Režimy lokalizované na hraně v tokamakech". Fyzika plazmatu. 21 (9): 090501. Bibcode:2014PhPl ... 21i0501L. doi:10.1063/1.4894742. OSTI  1352343.
  4. ^ Orain, François; Bécoulet, M; Morales, J; Huijsmans, GTA; Dif-Pradalier, G; Hoelzl, M; Garbet, X; Pamela, S; Nardon, E (2014-11-28). „Nelineární MHD modelování cyklů lokalizovaného okrajového režimu a zmírňování rezonančními magnetickými poruchami“ (PDF). Fyzika plazmy a řízená fúze. 57 (1): 014020. doi:10.1088/0741-3335/57/1/014020. ISSN  0741-3335.
  5. ^ Halpern, FD; Leblond, D; Lütjens, H; Luciani, J-F (2010-11-30). "Oscilační režimy interního zauzlovacího režimu v plazmatu tokamaku". Fyzika plazmy a řízená fúze. 53 (1): 015011. doi:10.1088/0741-3335/53/1/015011. ISSN  0741-3335.
  6. ^ T.E. Evans; et al. (2004). „Potlačení režimů lokalizovaných na velké hraně v plazmech DIII-D s vysokým ohraničením se stochastickou magnetickou hranicí“ (Vložený rukopis). Dopisy o fyzické kontrole. 92 (23): 235003. Bibcode:2004PhRvL..92w5003E. doi:10.1103 / PhysRevLett.92.235003. PMID  15245164.
  7. ^ Kwon, Eunhee (10.11.2011). „KSTAR oznamuje úspěšné potlačení ELM“. Citováno 2011-12-11.
  8. ^ 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. 9. 2018). "Řízení fázového prostoru 3D pole v plazmatu tokamaku". Fyzika přírody. 14 (12): 1223–1228. Bibcode:2018NatPh..14.1223P. doi:10.1038 / s41567-018-0268-8. ISSN  1745-2473. OSTI  1485109. S2CID  125338335.

Další čtení