نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکدة فیزیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان

چکیده

در عصر حاضر، محصورسازی گداخت مغناطیسی به عنوان راهی برای تولید انرژی در نظر گرفته می‌شود. در ‏این تحقیق، یکی از محدودیت‌های مگنتوهیدرودینامیکی یعنی جزایر مغناطیسی که به دلیل اثرات فشار ایجاد ‏می‌شوند، مورد بحث قرار گرفت و لازم است به صورت سطوح مغناطیسی بسته، توسط یک جداگر که آنها را از ‏سایر قسمت‌ها جدا می‌کند، احاطه شوند. از میدان‌های مغناطیسی خارجی، ضریب ایمنی و پروفایل‌های فشار، ‏برای کنترل جزایر مغناطیسی استفاده می‌شود. این امر از طریق یک محیط خارجی، منحصراً گرمایش سیکلوترونی ‏الکترون و همچنین جریان راه‌انداز انجام می‌شود. مطالعة سطوح شار مغناطیسی و تأثیر اختلالات مغناطیسی بر ‏روی پلاسماهای توکامک، ما را از تشکیل جزایر مغناطیسی و محل آنها آگاه می‌سازد. در این تحقیق، همراه با ‏بررسی جامع جزایر مغناطیسی و اهمیت آنها، روش‌های مرسوم برای بهبود محصورسازی مغناطیسی معرفی و ‏مورد بحث قرار گرفتند. در این راستا، روش محدود کننده یک‌طرفه داغ و میدان تشدید مارپیچی که توسط سیم ‏پیچ‌های مارپیچی خارجی تولید می‌شود، معرفی و مورد استفاده قرار گرفتند و جریان پلاسما، ولتاژ حلقه و ‏نوسانات میرنوف برای حالت‌های مختلف به دست آمدند. در نهایت، عرض جزایر مغناطیسی و نرخ رشد آنها محاسبه ‏و با نتایج تجربی مقایسه شدند.
 
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of magnetic islands growth in tokamak plasmas by applying emissive biased limiter and resonant helical field

نویسندگان [English]

  • A Aslani
  • M Nasri Nasrabadi

Faculty of Physics, University of Isfahan, Isfahan, Iran

چکیده [English]

At the present time, Magnetic Confinement Fusion (MCF) is considered as a way to produce energy. In this work, one of the Magnetohydrodynamic (MHD) limitations has been discussed. As closed magnetic surfaces, the Magnetic Islands (MIs) which are generated due to pressure effects, need to be surrounded by a separatrix which separate them from the other parts. External Magnetic Fields (EMFs), the safety factor (q) and the pressure profiles would be used to take the MIs under control. This could be achieved through an exterior medium, exclusively the Electron Cyclotron Heating (ECH) as well as the Current Drive (ECCD). Study of the magnetic flux surfaces and the effect of magnetic perturbation on tokamak plasmas, inform us about the formation of the MIs and their locations. In this work, together with the comprehensive review of the MIs and their importance, the conventional methods for improving the magnetic confinement has been introduced and discussed. In this regards, the Hot Limiter Biasing (HLB) method and the Resonant Helical Field (RHF) which is produced by external Helical Coils (HCs) were introduced and used. Then, the plasma current (), the Loop voltage, and the MO were obtained for different  states. Finally, the Magnetic Islands Width (W) and their Growth Rate (GR) were calculated and compared with the experimental results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • tokamak
  • magnetic islands
  • separatrix
  • limiter biasing
  • resonant helical field

  1. A Sykes and J A Wesson, Phys. Rev. Lett. 44 (1980) 1215.‎
  2. ‎S V Mirnov and I B Semenov, Sovier Atomic Energy 30 (1971) 22.‎
  3. ‎S Von Goeler, W Stodiek, and N Sauthoff, Phys. Rev. Lett. 33 (1974) 1201.‎
  4. ‎F Karger, H Wobig, S Corti, J Gernhardt, O Kluber, G Lisitano, K Mccormick, D Meisel, and S Sesnic, ‎5th Conference Proceedings Tokyo, 11 ‎(1974).‎
  5. ‎B V Waddell, B Carreras, H R Hicks, J A Holmes, and D K Lee, Phys. Rev. Lett. 41 (1978) 1386.‎
  6. ‎J J Ellis, A A Howling, A W Morris, and D C Robinson, 10th Int. Conf. on Plasma Physics and Controlled ‎Nuclear Fusion, London, UK, 1 (1984) 363. ‎
  7. ‎T C Hender, R Fitzpatrick, A W Morris, P G Carolan, R D Durst, T Edlington, J Ferreira, S J Fielding, ‎P S Haynes, J Hugill, I J Jenkins, R J La Haye, B J Parham, D C Robinson, T N Todd, M Valovic, and G ‎Vayakis, Nucl. Fusion 32 (1992) 2091.‎
  8. ‎M S T Araujo, A Vannucci, I L Caldas, and I L Nuovo Cimento D 18 (1996) 807.‎
  9. ‎E J Strait, E D Fredrickson, J M Moret, and M Takechi, Fusion Sci. Technol. 53 (2006) 304. ‎

10. ‎V S Mukhovatov and V D Shafranov, Nucl. Fusion 11 (1971) 605. ‎

11. ‎S H Seo, Phys. Plasmas 16 (2009) 032501‎.

12. ‎H Noor Mohamadigh, A Salar Elahi, and M Ghoranneviss, Journal of Nuclear and Particle physics 4, 5 (2014) 142.‎

13. ‎M Ghoranneviss, A Hogabri, and St Kuhn, ‎Nucl. Fusion 43 (2003) 210‎.

تحت نظارت وف بومی