بخشی از مقاله
چکیده
براي رسیدن به احتراق در یک توکامک همجوشی علاوه بر گرمکردن اهمی به مقدار قابل توجهی توان گرمایشی نیاز است. به این منظور از تزریق موج الکترومغناطیسی استفاده می کنیم. امواج هیبریدي پایین ترکیب فرکانس سیکلوترونی الکترون با یون اند که در محدودة 1 تا 8 گیگا هرتز قرار دارند. براي امواج هیبریدي پایین - LH - تکانه از موج به الکترون هاي سریع در پلاسما در شرط تشدید منتقل میشود. این فرایند با حل عددي معادله فاکر-پلانک با یک جمله شبهخطی اضافهشده مطالعه میشود. براي حل محاسباتی معادله فاکر-پلانک و شبیه سازي تزریق امواج هیبریدي پایین از برنامه LSC استفاده کردیم. در این مقاله شبیهسازي امواج هیبریدي پایین براي توکامک MAST انجام گرفت.
مقدمه
عموماً توکامکها بر اساس پارامترهاي آنها نظیر شعاع اصلی و فرعی، میدان مغناطیسی توروئیدي مورد استفادهدو در آنها، به دسته کروي و چنبرهاي شکل تقسیم میشوند. توکامکهاي کروي به دلیل داشتن میدان مغناطیسی کوچکتر، از نظرمقروناقتصادي بهصرفهتر هستند. در توکامکهاي کوچک براي انرژي دهی از روش جریان رانشی استفاشوده می . رانشباتوجه به اینکه روش جریان امواج هیبریدي پایین روشی مؤثر است از این روش براي ایجاد جریان استفاده میشود. امواج هیبریدي پایین با انتقال تکانه و انرژي از طریق میرایی لاندائو به الکترونهایی که در طول میدانمغناطیسی توروئیدي با سرعت v ،حرکت میکنند، باعث گرمایش پلاسما میشوند ]١.[
رانش جریان با استفاده از امواج هیبریدي پایینامواج LH میتوانند در رانش جریان توکامکپیوستهدر یکمورد استفاده قرار بگیرند. براي امواج LH تکانه از موج به الکترونهاي سریع در پلاسما در شرط تشدید k v 0منتقل میشود. در اینجا v مؤلفه سرعت الکترون موازي با میدان مغناطیسی، فرکانس موج و k عدد موج موازي هستند. این برهم کنش ذره - موج یک عدم تقارن در توزیع سرعت موازي الکترون اباعثیجاد میکند و یک جریان میشود.موج هیبریدي پایین انرژي خود را با میرائی لاندائو به الکترونهامنتقل میکند و باعث میشود الکترونها حرکت شتابدار در جهتبردار موج داشته باشند، بنابراین جریان الکتریکی رانش پیدا میکند .[2]
تئوري فاکر-پلانک برخوردها
با افزایش انرژي ذرات پلاسما از طریق میرایی لاندائو، برخوردهاي کولنی ذرات پلاسما با یکدیگر اگرافزایش مییابد.مقیاس زمانی برخورد در مقایسه با مقیاس زمانی پدیدههاي دیگر
که روي تابع توزیع اثر میگذارند کوتاه باشند، میتوانیم تغییر درتابع توزیع را فقط ناشی از برخوردها در نظر بگیریم. معادله فاکر-پلانک براي الکترونها بهصورت زیر نوشته میشود:عملگردر فضاي سرعت عمل می کند. s شار کلی در فضاي v سرعت است .[3]
