نویسندگان

• اکبر پروازیان
• مرتضی حسین پور

چکیده

یکی از راههای گرم کردن پلاسمای محصور شده به روش مغناطیسی, تابانیدن امواج رادیویی در بازه میکروموج به داخل پلاسما با فرکانسی برابر فرکانس پلاسما  (ωRF=ωp < /sub>) است. امروزه گرم کردن پلاسمای همجوشی با چگالی بالا از طریق تشدید سیکلوترونی الکترون (ECRH) توسط امواج برنشتاین الکترونی (EBWs) مورد توجه قرار گرفته است. کاربرد امواج الکترومغناطیسی عادی (O-mode) و فراعادی (X-mode) در این زمینه به ωp < /sub>≤ωc محدود می شود (ωc فرکانس زاویه ای سیکلوترونی الکترون است) چرا که به مرکز پلاسما دست نمی یابند و بنابراین پاسخگوی پلاسماهای خیلی چگال که در مرکز پلاسما وجود دارد (ωp < /sub>∅ ωc) نیستند. اما این محدودیت توسط جفت کردن مد عادی با مد فراعادی که در نهایت به یک موج برنشتاین الکترونی واگردانیده می شود, برداشته شده است. مساله مهم در فرآیند واگردانی مد, محاسبه ضریب واگردانی مد بهینه است که به شدت نسبت به چگالی حساس می باشد. این حساسیت خود را در پارامتر بادن (η) و مقیاس طول چگالی (Ln) در لایه تشدیدی دورگه بالا (UHR) نشان می دهد. از این رو انتخاب مقیاس طول چگالی مناسب اهمیت ویژه ای در بازدهی واگردانی مد دارد. با انجام محاسبات برای توکامک MAST با میدان مغناطیسی 0.475T در مرکز پلاسما واگردانی مد بهینه را در( Ln=4.94cm(%72.5 به دست آوردیم, که به معنای لزوم تنظیم ویژگیهای فنی دستگاه برای این مقیاس طول چگالی است.

کلیدواژه‌ها

• گرم کردن پلاسما
• تشدید سیکلوترونی الکترون
• موج عادی
• موج فراعادی
• تشدید دورگه بالا
• موج برنشتاین الکترونی
• واگردانی مد

عنوان مقاله [English]

Plasma heating via electron Bernstein wave heating using ordinary and extraodinary mode

نویسندگان [English]

• A. Parvazian
• M. Hosseinpour

چکیده [English]

Magnetically confined plasma can be heated with high power microwave sources. In spherical torus the electron plasma frequency exeeds the electron cyclotron frequency (EC) and, as a consequence, electromagnetic waves at fundamental and low harmonic EC cannot propagate within the plasma. In contrast, electron Bernstein waves (EBWs) readily propagate in spherical torus plasma and are absorbed strongly at the electron cyclotron resonances. In order to proagate EBWs beyond the upper hybrid resonance (UHR), that surrounds the plasma, the EBWs must convert via one of two processes to either ordinary (O-mode) or extraordinary (X-mode) electromagnetic waves. O-mode and X-mode electromagnetic waves lunched at the plasma edge can convert to the electron Bernstein waves (EBWs) which can propagate without and cut-off into the core of the plasma and damp on electrons. Since the electron Bernstein wave (EBW) has no cut-off limits, it is well suited to heat an over-dense plasma by resonant absorption. An important problem is to calculate mode conversion coefficient that is very sensitive to density. Mode conversion coefficient depends on Budden parameter ( ñ) and density scale length (Ln) in upper hybrid resonance (UHR). In Mega Ampere Spherical Tokamak (MAST), the optimized conversion efficiency approached 72.5% when Ln was 4.94 cm and the magnetic field was 0.475 Tesla in the core of the plasma.

کلیدواژه‌ها [English]

• magnetic confinement
• electron cyclotron resonance heating (ECRH)
• ordinary wave (O-mode)
• extraordinary wave (X-mode)
• upper hybrid resonance (UHR)
• electron Bernstein wave (EBW) and mode conversion