بررسی گرمایش و رانش جریان با استفاده از امواج هیبریدی پایین در توکامک های alcator c – mod و nsst
چکیده
برای گرمایش توکامک های کروی نیاز به امواجی داریم که بتوانند تا مرکز پلاسما نفوذ کنند ولی چون پلاسمای موجود در توکامک ها در حالت پایدار نیستند امواج نمی توانند به راحتی تا مرکز پلاسما نفوذ کنند . در سال های اخیر تولید جریان های حالت پایدار در پلاسما با استفاده از امواج فرکانس رادیویی (rf) مد نظر قرار گرفته است. به خصوص پیش بینی شده است که این جریان ها به وسیله ی امواجی که سرعت های فازی چندین برابر سرعت گرمایی الکترون ها دارند تولید می شوند. این پیش بینی توسط آزمایش های متعددی که در آن جریان توسط امواج هیبریدی پایین (lh) رانده می شود تصدیق شده است. رانش جریان ، مربوط به تولید جریان الکتریکی توروئیدی در پلاسما می باشد. در توکامک مولفه میدان مغناطیسی توروئیدی در مقایسه با مولفه میدان مغناطیسی پولوئیدی بزرگ تر است. ولی هدف ما افزایش میدان مغناطیسی پولوئیدی است که منجر به افزایش جریان توروئیدی در پلاسما می شود. اگر سرعت فاز موج تقریباً برابر با سرعت فرار الکترون باشد آنگاه انرژی rf به طور موثر می تواند به انرژی میدان معناطیسی پولوییدی تبدیل شود. برهم کنش امواج فرکانس رادیویی با پلاسما به وسیله ی معادله فاکر - پلانک با اضافه نمودن یک جمله ¬ی پخش شبه خطی داده می شود. این مدل برای مطالعه ی رانش جریان rf بسیار مفید است. بنابراین پلاسما را دارای تقارن محوری حول خطوط میدان مغناطیسی در نظر می گیریم . پس معادله فاکر – پلانک به یک معادله در بعد زمان و دو بعد سرعت (یا تکانه) کاهش می یابد . در این پایان نامه ما بر هم کنش امواج هیبریدی پایین را در دو توکامکalcator c – mod و nsst بررسی کردیم. برای انجام این کار پس از پیدا کردن فرکانس و توان بهینه برای موج هیبریدی پایین، شرایط گرمایش و رانش جریان را در این دو توکامک مورد بررسی قرار دادیم. بررسی های انجام شده به ما نشان می دهند که با توجه به این که nsst یک توکامک کروی است شرایط موج هیبریدی پایین در آن مناسب تر از توکامک چنبره ایalcator c – mod است. بنابراین در توکامک nsst شرایط برای انجام فرآیند همجوشی با توان و کارایی بالا فراهم تر از توکامک alcator c –mod می باشد