Режим локализации края - Edge-localized mode

An режим с локализацией края («ELM») является подрывным нестабильность возникающий в краевой области токамак плазма за счет квазипериодической релаксации транспортного барьера[требуется разъяснение ] ранее сформированный во время L → H переход (т.е. в H-режим ). Это явление впервые наблюдалось в Токамак ASDEX в 1981 г.[1]

Разработка режимов с локализацией краев представляет собой серьезную проблему в магнитный синтез исследования с токамаками, так как эти нестабильности 1.) могут повредить компоненты стен (в частности дивертор пластины), удаляя их из-за их чрезвычайно высокой скорости передачи энергии (ГВт / м2);[2] и 2.) может потенциально связывать или запускать другие нестабильности, такие как режим резистивной стенки (RWM) или неоклассический режим разрывов (NTM) [3]

Моделирование и моделирование

В 2006 году была начата инициатива (названная Project Aster) по моделированию полного цикла ELM, включая его начало, сильно нелинейную фазу и ее распад. Однако это не составляло «истинного» цикла ELM, так как настоящий цикл ELM потребовал бы моделирования медленного роста после аварии, чтобы иметь второй ELM. В 2015 году были опубликованы результаты первого моделирования, демонстрирующего повторную цикличность ELM.[4] Ключевым элементом для получения повторных релаксаций было включение диамагнитных эффектов в уравнения модели. Также было показано, что диамагнитные эффекты увеличивают размер пространства параметров, в котором решения повторяющихся пила можно восстановить по сравнению с резистивной МГД-моделью.[5]

Профилактика и контроль

Исследования по предотвращению образования краевой локализованной моды продолжаются. Недавно была опубликована статья, в которой был предложен новый метод противодействия этому явлению путем введения статической магнитной зашумленной энергии в поле защитной оболочки в качестве режима стабилизации защитной оболочки; это может уменьшить амплитуду ELM.[нужна цитата ] Обновление ASDEX добился некоторого успеха с использованием впрыска гранул для увеличения частоты и, таким образом, уменьшения серьезности взрывов ELM.[нужна цитата ]

Контроль на практике

С 2003 г. DIII-D экспериментировал с Резонансные магнитные возмущения для управления ELM.[6]

По состоянию на конец 2011 года несколько исследовательских центров продемонстрировали активный контроль или подавление ELM в плазме токамаков. Например, Токамак KSTAR использует определенные асимметричные трехмерные конфигурации магнитного поля для достижения этой цели.[7][8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Ф., Вагнер; А.Р., Поле; Г., Фуссманн; J.V., Hofmann; M.E., Мансо; О., Фоллмер; Хосе, Матиас (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. ^ Ли, Крис (13 сентября 2018 г.). «Третье измерение помогает термоядерному реактору Токамак избежать разрушающей стены нестабильности». Ars Technica. Получено 2018-09-17.
  3. ^ Леонард, А. (11 сентября 2014 г.). «Режимы с краевой локализацией в токамаках». Физика плазмы. 21 (9): 090501. Bibcode:2014ФПЛ ... 21и0501Л. Дои:10.1063/1.4894742. OSTI  1352343.
  4. ^ Орен, Франсуа; Бекуле, М; Моралес, Дж; Huijsmans, G. T. A; Диф-Прадальер, G; Hoelzl, M; Гарбет, X; Памела, S; Нардон, Э (28 ноября 2014 г.). «Нелинейное МГД-моделирование циклов краевых локализованных мод и смягчение их резонансными магнитными возмущениями» (PDF). Физика плазмы и управляемый синтез. 57 (1): 014020. Дои:10.1088/0741-3335/57/1/014020. ISSN  0741-3335.
  5. ^ Halpern, FD; Леблон, Д; Lütjens, H; Лучани, Дж.Ф. (30 ноября 2010 г.). «Колебательные режимы режима внутреннего кинка в плазме токамаков». Физика плазмы и управляемый синтез. 53 (1): 015011. Дои:10.1088/0741-3335/53/1/015011. ISSN  0741-3335.
  6. ^ T.E. Эванс; и другие. (2004). "Подавление больших локализованных по краю мод в плазме DIII-D с высокой степенью удержания со стохастической магнитной границей" (Представленная рукопись). Письма с физическими проверками. 92 (23): 235003. Bibcode:2004PhRvL..92w5003E. Дои:10.1103 / PhysRevLett.92.235003. PMID  15245164.
  7. ^ Квон, Ынхи (10.11.2011). «KSTAR объявляет об успешном подавлении ELM». Получено 2011-12-11.
  8. ^ Пак, Чон-Гю; Чон, ЁнМу; Ин, Ёнкён; Ан, Джун-Ук; Назикян, Раффи; Пак, Гунён; Ким, Джэхён; Ли, Хёнхо; Ко, ВонХа; Ким, Хён Сок; Логан, Николас С .; Ван, Чжируй; Feibush, Eliot A .; Menard, Jonathan E .; Зарнстрофф, Майкл К. (10.09.2018). "Управление фазовым пространством трехмерного поля в плазме токамаков". Природа Физика. 14 (12): 1223–1228. Bibcode:2018НатФ..14.1223П. Дои:10.1038 / s41567-018-0268-8. ISSN  1745-2473. OSTI  1485109. S2CID  125338335.

дальнейшее чтение