haku: @keyword fuusio / yhteensä: 32
viite: 13 / 32
| Tekijä: | Snicker, Antti Timo |
| Työn nimi: | Simulation of fast ion physics in tokamak plasmas |
| Nopeiden ionien fysiikan simulointi tokamak-plasmoissa | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2010 |
| Sivut: | [6] + 68 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Informaatio- ja luonnontieteiden tiedekunta |
| Oppiaine: | Ydin- ja energiatekniikka (Tfy-56) |
| Valvoja: | Salomaa, Rainer |
| Ohjaaja: | Sipilä, Seppo |
| Digitoitu julkaisu: | https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/98264 |
| OEVS: | Digitoitu arkistokappale on julkaistu Aaltodocissa
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 89 | Arkisto |
| Avainsanat: | fusion alpha particle gyro motion magnetic island fast ion losses fuusio alfa-hiukkanen gyroliike magneettiset saarekkeet nopeiden ionien häviöt |
| Tiivistelmä (fin): | Tokamak on laite, jonka avulla voidaan pitää koossa kuumaa, tiheää plasmaa ja näin mahdollistaa energiaa tuottavat fuusioreaktiot. Fuusioenergian ongelmia ratkomaan on Ranskaan rakenteilla ITER-koereaktori. Sen tarkoitus on osoittaa fuusioenergian teknistieteellinen toteutettavuus. ITER tuo suuren kokonsa myötä tokamak-fysiikkaan uusia piirteitä, joiden ymmärtäminen on erittäin tärkeää reaktorin turvallisen käytön sekä fuusioenergian tuotannon kannalta. Tässä työssä keskitytään tutkimaan i) nopeiden hiukkasten seurantaan käytetyn johtokeskusapproksimaation pätevyyttä verrattuna hiukkasten täyden gyroliikkeen mallintamiseen ja ii) magnetohydrodynaamisten epästabilisuuksien aiheuttamien magneettisten saarekkeiden vaikutusta nopeiden hiukkasten kulkeutumiseen. Hiukkasten seurantaan on käytetty ASCOT-ohjelmistoa, jota tässä työssä on laajennettu yllä mainittujen asioiden tutkimiseen. Kunkin ominaispiirteen tutkimiseen käytettyjen matemaattisten mallien esittelyn jälkeen mallit varmistetaan oikeellisiksi erilaisilla testeillä. Malleille esitetään sovelluskohteita, joista osa on toteutettu ja esitetty tuloksineen, osa puolestaan jätetty tutkittavaksi tulevaisuudessa. Tärkeimpinä tutkimustuloksina todettakoon, että voimakkaan magneettisen kareen läsnäollessa johtokeskusapproksimaatio ei ole riittävän tarkka nopeiden hiukkasten ensiseinään aiheuttaman tehokuorman selvittämiseksi. Sen sijaan pienemmän magneettisen kareen ollessa kyseessä sekä johtokeskusapproksimaatio että täyden gyroliikkeen ratkaiseminen antavat yhtenevät simulaatiotulokset. Hyvin lähellä plasman reunaa sijaitsevan staattisen magneettisen saarekkeen havaittiin lisäävän nopeiden hiukkasten ensiseinämään kohdistuvia häviöitä jopa ilman magneettista rippeliä. |
| Tiivistelmä (eng): | A tokamak is a device used to confine a hot and dense plasma to allow energy-producing fusion reactions. A large experimental reactor, ITER, is under construction in France in order to investigate the known problems of fusion energy production. Being of unprecedented size, ITER will reveal new features of tokamak physics, and it is essential to understand them in order to guarantee both the safe use of the reactor and maximal fusion energy production in future reactors. This thesis presents investigations of two problems related to fast ion physics in tokamaks: the validity of the guiding centre approximation, used in fast ion tracing, as compared to full orbit integration, and the effect of magnetic islands, caused by magnetohydrodynamical instabilities, on fast ion transport. The orbit-following Monte Carlo code ASCOT has been enhanced by the above-mentioned capabilities, which have been carefully verified. Applications of the code's new capabilities are presented. It was found that in the presence of a strong magnetic field ripple, the guiding centre approximation does not satisfactorily describe the fast in power load to the plasmafacing components of ITER. Under weak magnetic field ripple, however, guiding centre approximation and full orbit integration were found to produce very similar simulation results. A static magnetic island near the plasma edge was observed to increase the fast ion power load even with out the magnetic field ripple. |
| ED: | 2010-08-12 |
INSSI tietueen numero: 40089
+ lisää koriin
INSSI