Тема выпускной квалификационной работы: «Моделирование пристеночной плазмы токамака EU-DEMO с напусками аргона и неона». Данная работа посвящена моделированию пристеночной плазмы EU-DEMO. EU-DEMO – прототип термоядерной электростанции. Во избежание распыления вольфрамовых пластин плотность потока энергии, приходящая на них, не должна превышать qmax= 5 МВт·м-2, а температура плазмы у пластин не должна превышать 5 эВ. Помимо этого существует и ограничение на плотность потока распыленного вольфрама  ΓW= 2.5·1019 с-1·м-2. Результаты моделирования пристеночной плазмы ITER кодом SOLPS-ITER демонстрируют, что не только напуск излучающей примеси, но и увеличение давления нейтрального дейтерия в диверторной области способно уменьшить тепловые нагрузки на диверторные пластины. Данная работа представляет первые результаты моделирования пристеночной плазмы EU-DEMO кодом SOLPS-ITER с учетом дрейфов и полным кинетическим описанием нейтральных частиц. В работе приводится анализ вариантов с различными напусками излучающей примеси и основного газа, проводится анализ влияния дрейфов на перенос примеси в диверторной области путем сравнения с вариантами, где дрейфы не были учтены. В работе демонстрируется, что дрейфы участвуют в переносе примеси на внутренний обвод, в результате чего внешняя диверторная пластина становится горячее, чем в вариантах без дрейфов. Также в работе рассматривается вариант с бóльшим давлением нейтрального дейтерия в диверторной области и заключается, что данный вариант удовлетворяет большей части ограничений на параметры плазмы у диверторных пластин. Помимо этого в работе сравниваются два варианта с напуском аргона и с напуском неона, и демонстрируется, что аргон является более пригодной излучающей примесью для EU-DEMO.

The subject of the graduate qualification work is “Modeling of EU-DEMO edge plasma with argon and neon seeding”. This work is devoted to modeling of EU-DEMO scrape-off layer. EU-DEMO is a prototype of a thermonuclear power plant. To prevent tungsten sputtering power loads to EU-DEMO divertor must be lower than 5 MW·m-2 and the electron temperature must be lower than 5 eV. Also the sputtered tungsten flux must be lower than ΓW= 2.5·1019 c-1·m-2. ITER scrape-off layer modeling shows that radiative impurity seeding and deuterium pressure increasing lead to better plasma performance in the ITER divertor region. This Master thesis presents first SOLPS-ITER modeling of EU-DEMO scrape-off layer plasma with drifts and kinetic neutrals. Modeling results contain cases with argon and neon seeding with various deuterium puff rates. The work demonstrates that drifts impact on impurity destribution in the scrape-off layer plasma. Plasma temperature at the outer divertor target is higher in cases with icluded drifts. Drifts also play a role in argon accumulation on inner midplane. Moreover, a case with higher neutral deuterium pressure demonstrates the best divertor performance. Another result of the work is that argon is better than neon as a radiating impurity.

• Введение
• Глава 1. Обзор литературы
  • Диверторная конфигурациия EU-DEMO
  • Вольфрамовые пластины дивертора
  • Примеры моделирования
  • Цель работы
• Глава 2. Метод исследования
  • Основные параметры сценариев
    • Внутренняя граница расчетной области
    • Напуск и откачка частиц
    • Дрейфы
    • Диверторные пластины и материальная стенка
    • Коэффициенты переноса
• Глава 3. Результаты исследования влияния дрейфов
  • Экваториальные профили
  • Профили на диверторных пластинах
  • Полоидальные профили и перенос примеси
  • Заключение главы
• Глава 4. Результаты моделирования разных режимов EU-DEMO
  • Влияние повышенного давления
    • Экваториальные профили
    • Полоидальные профили
    • Профили на диверторных пластинах и распыление вольфрама
    • Откачка гелия
    • Заключение раздела
  • Влияние выбора примеси
    • Экваториальные профили
    • Профили на диверторных пластинах
    • Распределение и излучение примеси
    • Заключение раздела
• Заключение
• Список литературы