بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
بررسي رانش جريان و گرمايش درتوکامک کرويNSST با امواج هيبريدي پايين (LH)
چکيده
آزمايش هاي اخير بر روي توکامک هاي کروي شرايط را براي ايجاد يک پلاسماي قدرتمند با شکل دهي آسان و تقويت حدود پايداري، محصور سازي انرژي و جريان خودراه انداز بالا کشف کرده است . براي توسعه ي مسير، به عنوان يک انتخاب ، دستگاه چنبره ي کروي مرحله ي بعدي، NSST آزمايش ميشود. راکتور NSST با (جريان پلاسما) و (شعاع اصلي) و (ميدان مغناطيسي توروئيدي)و (نسبت منظر) ساخته ميشود که احتمال تغيير پارامترهاي آن ممکن است . در اين مقاله برهم کنش امواج هيبريدي پايين (LHW) در اين توکامک ، براي بالا بردن عملکرد توکامک و افزايش جريان و گرمايش در محيط پلاسماي توکامک مورد بررسي قرار گرفته است .
کليدواژه :ST وLHW و جريان رانشي
مقدمه :
تحقيقات بر روي توکامک هاي کوچک و ديگر هندسه هاي محصورسازي هنوز بخش مهمي از برنامه هاي همجوشي براي توسعه ي زمان تناوب در فرآيند همجوشي است . يکي از اين تحقيقات ، توکامک هاي کروي (ST) ناميده ميشود. مسير توسعه ي انرژي هم جوشي چنبره هاي کروي مکمل آزمايش هاي پلاسماي احتراقي مانند ITER است که به سمت دستگاه هاي آزمايشي مولفه هاي به هم پيوسته (CTF) و روش هاي توروئيدي بالا براي بهبود طراحي توکامک پيشرفته ي Demo و توکامک هاي نيروگاهي(power plant)، ميرود [١]. در مرحله ي توسعه ي انرژي همجوشي در توکامک هاي کروي، توکامک بعدي NSST است [٢].
اهداف NSST شامل موارد زير است :
١-فراهم کردن يک شرايط فيزيکي کافي براي طراحي CTF
٢-کشف عملکرد پيشرفته با نسبت جريان خودراه انداز بالا که ميتواند در CTF،Demo و.....استفاده شود.
٣-همکاري و کمک در بخش علم پلاسماي توروئيدي بالا شامل اخترفيزيک
گرمايش و رانش جريان :
اساس سيستم رانشي و گرمايشي براي راکتورNSST، استفاده از سيستم گرمايش باريکه ي خنثي(NBI) با توان MW٣٠ و سيستم سيکلوتروني يوني (ICRF) باتوان MW١٠ و هم چنين سيستم موج سريع هارمونيک بالا(HHFW) است [٣]. ما برهم کنش امواج هيبريدي پايين (LHW) را در دو راکتورNSST و NSTX٧ بررسي و يک فرکانس و توان بهينه (منظور از بهينه کردن اين است که موج بيش تر به مرکز پلاسما نزديک شود و جريان رانشي بيش تري را در اين نواحي ايجاد کند.) براي موج هيبريدي پايين براي آن ها پيدا کرديم . در اين جا شرايط بهينه براي موج هيبريدي پايين دراين دو توکامک کروي را با يکديگر بررسي و مقايسه ميکنيم . براي بررسي برهم کنش امواج هيبريدي پايين از کد شبيه سازي امواج هيبريدي پايين (LSC)، که يک مدل محاسباتي رانش جريان امواج هيبريدي پايين است ، استفاده کرديم . در اين کد جزئيات هندسي، پروفايل پلاسما و معادلات دوره اي مورد بحث قرار ميگيرد[٤].
مقايسه ي توکامک هاي NSST،NSTX :
جدول ١ پارامترهاي پلاسما را براي دو توکامک کروي NSTX و NSST مقايسه ميکند:
با ورود موج به داخل پلاسما تابع توزيع دچار اختلال شده و سيستم از حالت ماکسولي خارج ميشود. توان شبه خطي الکترون ها به صورت زير است :
که برابر با انرژي بر واحد زمان بر واحد حجم اســت که از موج خارج شــده و به ذره وارد ميشــود. در اين جا ضـريب پخش شـبه خطي است و هنگامي غير صفر است که ، سرعت فاز موج برابر با سرعت موازي با ميدان مغناطيسـي ذره باشد (جذب لاندائو). نيز تغييرات تابع توزيع الکترون بر اثر ورود موج LH به داخل پلاسما است .
در ابتدا توان شـبه خطي حجمي الکترون ها را درفرکانس و توان بهينه براي دو توکامک (توان بهينه برايNSTX و NSST به ترتيب برابرMW ٢ و MW ٧ و فرکانس بهينه برابر GHz ٤.٦ وGHz ٢.٩ ميباشد.) را با يکديگر مقايسه ميکنيم . با مشــاهده ي نمودار نســبت پيک توان دريافت شــده براي NSST حدود ١٠٠ برابر NSTX اســت و اين براي رانش جريان وگرمايش در پلاسـمايNSST بسيار مطلوب است و نشان دهنده ي اين است که در توکامک NSTX موج بيش تري به سمت خارج پلاسما منعکس شده است . در توکامک هاي کروي نسبت به توکامک هاي چنبره اي به دليل ي بالا( بهره ي محصورسازي
