Details

Title: Моделирование специальных режимов отрыва в токамаке-реакторе ИТЭР: выпускная квалификационная работа бакалавра: направление 03.03.02 «Физика» ; образовательная программа 03.03.02_05 «Физика космических и плазменных явлений»
Creators: Полетаева Анастасия Георгиевна
Scientific adviser: Веселова Ирина Юрьевна
Other creators: Веселова Ирина Юрьевна
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций
Imprint: Санкт-Петербург, 2021
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: физика плазмы; пристеночная плазма; численное моделирование; режим отрыва; ширина обдирочного слоя; plasma physics; edge plasma; numerical modeling; detachment; scrape-off-layer width
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/3/2021/vr/vr21-4146
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Additionally: New arrival

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 моделированию пристеночной плазмы тока-мака-реактора ИТЭР кодом SOLPS-ITER. В настоящее время до запуска ИТЭР неизвестно, какой в нём будет ширина обдирочного слоя (SOL). Ширина SOL определяет в том числе нагрузку на диверторные пластины. Если ширина SOL для ИТЭР будет около миллиметра, как предсказывается из экспериментальных скейлингов, то приходящая на пластины дивертора мощность может превысить допустимый предел. Также важным вопросом является механизм формирования обдирочного слоя в случае узкого SOL и в случае, если ширина SOL для ИТЭР будет около 3–4 мм, как предсказывает кинетическое моделирование. В работе было произведено моделирование для ИТЭР с уменьшенной шириной обдирочного слоя за счёт понижения аномальных коэффициентов переноса, однако в нём не учитывались дрейфовые эффекты, которые в случае узкого SOL могут играть существенную роль. Поэтому целями данной ВКР является моделирование пристеночной плазмы кодом SOLPS-ITER токамака-реактора ИТЭР с различными коэффициентами переноса, позволяющими получить варианты с различной шириной обдирочного слоя, а также анализ ширины SOL, механизма формирования SOL и роли дрейфовых эффектов для проведенных расчетов. В результате работы получено, что при уменьшении аномальных коэффициентов переноса в SOL в 4 раза по сравнению со значениями, принятыми для моделирования ИТЭР, ширина SOL по потоку мощности уменьшается до значения 1.65 мм и существенный вклад в перенос частиц на масштабах ширины SOL вносит поток, связанный с градиентным магнитным дрейфом, когда в случае «стандартных» коэффициентов переноса ширина SOL составляет 3.43 мм и может быть достигнута только под действием аномального турбулентного переноса. В проведенных расчётах с нейтральным давлением 7 Па в диверторе в случае «узкого SOL» мощность на внешней пластине превышает допустимый предел в 10 МВт/м² и составляет 11,4 МВт/м². Полученные результаты вошли в работу и подтверждают вывод, что существует узкая область параметров, допустимых для работы будущего токамака-реактора ИТЭР, не приводящая к превышению допустимых нагрузок на пластинах дивертора.

The given work is devoted to SOLPS-ITER modeling of edge plasma of the ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) tokamak-reactor. Be-fore the launch of ITER, the Scrape-off-layer (SOL) width is unknown. The SOL width determines the load on the divertor plates. The experimental scaling pre-dicts the SOL width for ITER is about a millimeter and such width can lead to exceeding the power flux at the divertor plates. Kinetic modeling predicts SOL width for ITER is about 3-4 mm. Another important issue is the mechanism of the SOL forming in the cases of a narrow SOL and predicted one. In, a simulation was made for ITER with a reduced SOL width due to decrease of anomalous transport coefficients in the SOL. Drift effects were not considered in that simulation, but they can be important in the narrow SOL case. The goals of this work are the SOLPS-ITER simulation of the edge plasma of the ITER toka-mak-reactor with different anomalous transport coefficients, leading to different SOL widths cases, SOL width and the mechanism of SOL formation analysis and the role of drift effects analysis for these cases. This work shows that the SOL power flux width is 1.65 mm when the anomalous transport coefficients in SOL decrease by 4 times. In this case flux associated with magnetic drift make a significant contribution to the particles transport. In the case of “standard” transfer coefficients for ITER modeling, the SOL width is 3.43 mm and can be achieved only under the anomalous turbulent transport. In the simulation of narrow SOL with a neutral pressure 7 Pa at the divertor region, the power load to the outer divertor plate is 11.4 MW / m² that exceeds the limit of 10 MW / m². The obtained results were included in work and confirm the conclusion that there is a narrow operation window for the future ITER toka-mak-reactor, which does not lead to exceeding the permissible loads on the di-vertor plates.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read Print Download
Internet Authorized users SPbPU Read Print Download
Internet Authorized users (not from SPbPU)
-> Internet Anonymous

Usage statistics

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