Details

Снижение тепловых нагрузок на дивертор является важной проблемой для будущих термоядерных установок, таких как ITER, DEMO. Согласно современному пониманию физики Scrape-off layer (SOL), такие устройства требуют работы в режиме отрыва плазмы, когда большая часть пересекающей сепаратрису мощности не воздействует на дивертор, а рассеивается излучением в области над пластинами. Эксперименты на ASDEX Upgrade (AUG), JET и других установках продемонстрировали, что переход в режим отрыва может быть достигнут с помощью интенсивного напуска излучающей примеси, и что при инжекции азота, в отличие от неона, не наблюдается существенного ухудшения удержания. Компактные установки с маленьким аспектным отношением могут внести вклад в понимание механизмов, определяющих динамику примеси в токамаке, и дополнить данные, полученные на других устройствах. Кроме того, сферический токамак рассматривается в качестве базы для источника быстрых нейтронов – основного элемента гибридного реактора, который при требуемом стационарном режиме работы может испытывать проблему критических тепловых нагрузок. В данной работе выполнены расчеты режимов работы токамака Глобус-М2 при инжекции азота. Показано, что при интенсивности напуска примеси порядка напуска дейтерия можно достичь значительного снижения плотности потока тепла на внешней диверторной пластине и режима отрыва на внутренней пластине с образованием HFSHD. Этот результат аналогичен тому, что наблюдается в экспериментах на AUG. Однако, в отличие от AUG, дальнейшее увеличение интенсивности приводит к радиационному коллапсу, а не к образованию излучающей Х-точки. Это связано с тем, что из-за меньшего размера машины примеси легче проникнуть в зону удержания плазмы.