Электромагнитные оценки внутренней индуктивности в токамаках

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Предметом исследования является формула, предложенная M. Ferrara и др. [Nucl. Fusion 48, 065002 (2008)] в качестве верхней границы значения внутренней индуктивности \({{\ell }_{i}}\) в токамаках. Эта формула постулировалась как пригодная в предположении, что тороидальная плотность тока в плазме не меняет знака. Здесь показано, что последнее условие позволяет получить \({{\ell }_{i}}\) выше упомянутой “верхней границы”. Это явно демонстрируется легко интегрируемыми распределениями тока и результатом, превышающим упомянутый предел на 30% для плазмы с круглым поперечным сечением. Приведен также контрпример для вытянутой плазмы. Анализ показывает, что электромагнитный подход, основанный только на сравнении различных распределений тока по сечению плазмы, недостаточен для оценки \({{\ell }_{i}}\), так как результат должен зависеть еще и от давления плазмы.

Об авторах

В. Д. Пустовитов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”

Автор, ответственный за переписку.
Email: Pustovitov_VD@nrcki.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

Список литературы

  1. Ferrara M., Hutchinson I.H., Wolfe S.M. // Nucl. Fusion. 2008. V. 48. P. 065002.
  2. Freidberg J.P., Graf M., Niemszewski A., Schultz S., Shajii A. Plasma Phys. Controlled Fusion. 1993. V. 35. P. 1641.
  3. Elahi A.S., Ghoranneviss M. IEEE Transactions On Plasma Science. 2013. V. 41. P. 334.
  4. Asif M. Journal of Modern Physics. 2013. V. 4. P. 579.
  5. Noori E., Sadeghi Y., Mehdian H. Phys. Scr. 2015. V. 90. P. 105604.
  6. Gormezano C. Plasma Phys. Controlled Fusion. 1999. V. 41. P. B367.
  7. ITER Physics Expert Group on Disruptions, Plasma Control, and MHD and ITER Physics Basis Editors, Nucl. Fusion. 1999. V. 39. P. 2251.
  8. Hawkes N.C., Stratton B.C., Tala T., Challis C.D., Conway G., DeAngelis R., Giroud C., Hobirk J., Joffrin E., Lomas P., Lotte P., Mailloux J., Mazon D., Rachlew E., Reyes-Cortes S., Solano E., Zastrow K.-D. Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87. P. 115001.
  9. Fujita T., Oikawa T., Suzuki T., Ide S., Sakamoto Y., Koide Y., Hatae T., Naito O., Isayama A., Hayashi N., Shirai H. Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87. P. 245001.
  10. Günter S., Gude A., Hobirk J., Maraschek M., Saarelma S., Schade S., Wolf R.C., ASDEX Upgrade Team, Nuclear Fusion. 2001. V. 41. P. 1283.
  11. Kamada Y. JT-60 Team, Nuclear Fusion. 2001. V. 41. P. 1311.
  12. Chankin A.V., Mukhovatov V.S., Fujita T., Miura Y. Plasma Phys. Controlled Fusion. 2003. V. 45. P. 323.
  13. Hammett G.W., Jardin S.C., Stratton B.C. Phys. Plasmas. 2003. V. 10. P. 4048.
  14. Hender T.C., Wesley J.C., Bialek J., Bondeson A., Boo-zer A.H., Buttery R.J., Garofalo A., Goodman T.P., Granetz R.S., Gribov Y., Gruber O., Gryaznevich M., Giruzzi G., Guenter S., Hayashi N. et al. Nucl. Fusion. 2007. V. 47. P. S128.
  15. Lao L.L., John H.S., Stambaugh R.D., Pfeiffer W. Nucl. Fusion. 1985. V. 25. P. 1421.
  16. Aghbolaghi M.A., Farahani N.D., Davani F.A. Fusion Eng. Des. 2019. V. 143. P. 1.
  17. Shafranov V.D. J. Nucl. Energy C. 1963. V. 5. P. 251.
  18. Шафранов В.Д. // Вопросы теории плазмы. Вып. 2 / Под ред. М.А. Леонтовича. М.: Госатомиздат, 1963. С. 92. [V.D. Shafranov, in Reviews of Plasma Physics, edited by M.A. Leontovich (Consultants Bureau, New York, 1966), Vol. 2, p. 103.]
  19. Wesson J.A. Tokamaks (Clarendon, Oxford, 2004).
  20. Gajewski R. Phys. Fluids. 1972. V. 15. P. 70.
  21. Strauss H.R. Phys. Fluids. 1974. V. 17. P. 1040.
  22. Papaloizou J.C.B., Rebelo I., Field J.J., Thomas C.L., Haas F.A. Nucl. Fusion. 1977. V. 17. P. 33.
  23. Захаров Л.Е., Шафранов В.Д. // Вопросы теории плазмы. Вып. 11 / Под ред. М.А. Леонтовича и Б.Б. Кадомцева. М.: Энергоиздат, 1982. С. 118. [L.E. Zakharov and V.D. Shafranov, in Reviews of Plasma Physics, edited by M.A. Leontovich, B.B. Kadomtsev (Consultants Bureau, New York, 1986), Vol. 11, p. 153.]
  24. Goedbloed J.P., Zakharov L.E. // Nucl. Fusion. 1980. V. 20. P. 1515.
  25. Coelho R., Porcelli F. // Phys. Plasmas. 2003. V. 10. P. 930.
  26. Porcelli F., Yolbarsop A. // Phys. Plasmas. 2019. V. 26. P. 054501.
  27. Porcelli F., Yolbarsop A., Barberis T., Fitzpatrick R. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 1785. P. 012004.
  28. Yolbarsop A., Porcelli F., Fitzpatrick R. // Nucl. Fusion. 2021. V. 61. P. 114003.
  29. Barberis T., Porcelli F., Yolbarsop A. // Nucl. Fusion. 2022. V. 62. P. 064002.
  30. Yolbarsop A., Porcelli F., Liu W., Fitzpatrick R. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2022. V. 64. P. 105002.
  31. Barberis T., Yolbarsop A., Porcelli F. J. Plasma Phys. 2022. V. 88. P. 905880511.
  32. Bongard M.W., Barr J.L., Fonck R.J., Reusch J.A., Thome K.E. // Phys. Plasmas. 2016. V. 23. P. 072508.
  33. Barana O., Murari A., Joffrin E., Sartori F. Contributors to the EFDA-JET work programme, Plasma Phys. Contr. Fusion. 2002. V. 44. P. 2271.
  34. Barana O., Joffrin E., Murari A., Sartori F. Contributors to the EFDA JET Work program, Fusion Eng. Des. 2003. V. 66–68. P. 697.
  35. Barana O., Murariv A., Sartori F., Joffrin E. Contributors to the EFDA-JET Workprogramme, Nucl. Fusion. 2004. V. 44. P. 335.
  36. Pustovitov V.D. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29. P. 092507.
  37. Pustovitov V.D. in Reviews of Plasma Physics, edited by B.B. Kadomtsev and V.D. Shafranov (Consultants Bureau, New York, 2000), Vol. 21, pp. 1–201.
  38. Swain D.W., Neilson G.H. // Nucl. Fusion. 1982. V. 22. P. 1015.
  39. Freidberg J.P. Ideal Magnetohydrodynamics (Plenum, New York, 1987).
  40. Takeda T., Tokuda S. // J. Comput. Phys. 1991. V. 93. P. 1.
  41. Miyamoto K. Fundamentals of Plasma Physics and Controlled Fusion (Iwanami, Tokyo, 1997).
  42. Пустовитов В.Д. // Физика плазмы. 1998. Т. 24. С. 554. [V.D. Pustovitov, Plasma Phys. Rep. 1998. V. 24. P. 510.]
  43. Goedbloed J.P., Keppens R., Poedts S. // Advanced Magnetohydrodynamics with Applications to Laboratory and Astrophysical Plasmas (Cambridge University Press, Cambridge, 2010).
  44. ITER Physics Basis Editors, ITER Physics Expert Group Chairs and Co-Chairs, ITER Joint Central Team and Physics Integration Unit, Nucl. Fusion. 1999. V. 39. P. 2137.
  45. Strait E.J. Fusion Sci. Technol. 2005. V. 48. P. 864.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (30KB)
Метаданные
3.

Скачать (32KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2023