Details

Title: Моделирование пристеночной плазмы токамака DEMO с напуском неона: выпускная квалификационная работа бакалавра: направление 03.03.02 «Физика» ; образовательная программа 03.03.02_05 «Физика космических и плазменных явлений»
Creators: Корзуева Вероника Всеволодовна
Scientific adviser: Рожанский Владимир Александрович
Other creators: Веселова Ирина Юрьевна; Векшина Елена Оскаровна
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций
Imprint: Санкт-Петербург, 2020
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: физика плазмы; пристеночная плазма; токамак; излучающая примесь; численное моделирование; plasma physics; scrape-off layer; tokamak; impurity seeding; numerical modeling
Document type: Bachelor graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Speciality code (FGOS): 03.03.02
Speciality group (FGOS): 030000 - Физика и астрономия
Links: Отзыв руководителя; Отчет о проверке на объем и корректность внешних заимствований
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2020/vr/vr20-3128
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network Action 'Download' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Данная работа посвящена проблеме уменьшения тепловых нагрузок и снижения потоков частиц на дивертор в токамаке DEMO. DEMO – демонстрационный образец термоядерной электростанции, потому в отличие от экспериментальных токамаков-реакторов DEMO должен показать пример длительной работы с мощностью термоядерного синтеза в 1 ГВт. Для осуществления длительной работы установки требуется, чтобы плотность потока энергии на диверторные пластины не превышала в максимуме 5 МВт⋅м^(-2), а температура у пластин не была выше 5 эВ. Данные значения в существующих экспериментальных токамаках достигаются путем напуска примесного газа, с помощью которого энергия плазмы возле дивертора переизлучается, а температура – снижается. В ITER – наиболее близкой по параметрам установке – для этих целей будет использоваться напуск неона и увеличение давления атомов и молекул дейтерия в диверторной области. Поскольку ITER еще строящийся токамак, теоретические исследования для него производились с помощью кода SOLPS-ITER, который способен воспроизвести эксперименты на существующих токамаках. В данной работе было проведено моделирование кодом SOLPS-ITER пристеночной плазмы DEMO с напуском неона величиной 1.0⋅10^19 с^(-1) и напусками дейтерия 1.0⋅10^23 с^(-1) и 1.5⋅10^23 с^(-1). Было получено, что с увеличением давления под Х-точкой из-за напуска дейтерия удается снизить нагрузки на диверторные пластины до 5 МВт⋅м^(-2), однако температура до 5 эВ снизилась только на внутренней пластине дивертора. Этот результат подтверждает положительное влияние увеличения давления в диверторной области на снижение потоков энергии на диверторные пластины до приемлемых величин, уменьшение температуры на пластинах все еще остается возможным путем лучшего подбора напусков неона и дейтерия.

The given work is devoted to the problem of energy loads reduction at DEMO divertor plates. DEMO is for Demonstration Power Plant, it’s designed to be the first tokamak which will generate 1 GW thermonuclear power, performing much long period of time. For this purpose, power loads to DEMO divertor have to be lower than 5 MW⋅m^(-2) and the electron temperature has to be lower than 5 eV. The closest to DEMO tokamak is ITER, so it was discovered by a computer modeling that radiative impurity seeding and deuterium pressure increasing lead to better plasma performance in the ITER divertor region. This computer modeling was carried out by tested on different existed tokamak devices – SOLPS-ITER code package. This Bachelor’s thesis presents SOLPS-ITER modeling for the DEMO scrape-off layer plasma with neon and deuterium seeding with rates: 1.0⋅10^19 s^(-1) for neon puff and 1.0⋅10^23 s^(-1) и 1.5⋅10^23 s^(-1) for deuterium ones. It was confirmed that increased puff leads to increased neutral pressure that followed by decreasing of the power density to the divertor plates to 5 MW⋅m^(-2), but in both cases temperature remains higher than 5 eV (note: only at inner divertor target temperature is about this value). Those results show a positive trend for neutral deuterium pressure impact on plasma at the divertor targets, so the question of temperature decreasing may be answered by future modeling.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read Print Download
Internet Authorized users Read Print Download
-> Internet Anonymous

Usage statistics

stat Access count: 6
Last 30 days: 0
Detailed usage statistics