Details

Данная работа посвящена моделированию сферического токамака Глобус-М2 кодом SOLPS-ITER с использованием кинетического модуля EIRENE и с учетом большого числа экспериментальных данных. В сферических токамаках в силу геометрических особенностей этого типа установок внутренняя пластина дивертора испытывает повышенную тепловую нагрузку. Формирование области холодной и плотной плазмы (HFSHD), связанной с полоидальным электрическим полем и дрейфом в скрещенных полях, приводит к снижению потока тепла, падающего на пластину. При этом, при исследовании пристеночных областей с низкой температурой важную роль играет правильное описание поведения нейтральных частиц. В данной работе для описания поведения нейтральных частиц впервые примоделировании данной установки использовался модуль EIRENE, который позволяет точнее описать поведение нейтральной компоненты. В работе приведено сравнение полученных результатов с рядом экспериментальных диагностик - диагностикой Томсоновского рассеяния (экваториальной и диверторной), CXRS, ленгмюровскими зондами на внешней пластине дивертора. Продемонстрировано формирование области высокой плотности (HFSHD) вблизи внутренней пластины дивертора. Проведено сравнение различных вариантов расчета с различными магнитными конфигурациями, продемонстрирована зависимость параметров HFSHD от расстояния между сепаратрисами.

This work is devoted to modeling the Globus-M2 spherical tokamak using the SOLPS-ITER code with the EIRENE kinetic module and incorporating a large set of experimental data. In spherical tokamaks, due to the geometric features of this device type, the inner divertor plate experiences elevated thermal loads. The formation of a cold, dense plasma region (HFSHD, High-Field Side High-Density) associated with the poloidal electric field and cross-field drift reduces the heat flux incident on the divertor plate. At the same time, the accurate description of neutral particle behavior plays a critical role in studying low-temperature edge plasma regions. In this work, the EIRENE module, which enables a more precise treatment of neutrals, was employed for the first time in simulations of this device. The obtained results are compared with several experimental diagnostics, including Thomson scattering (equatorial and divertor), CXRS (Charge Exchange Recombination Spectroscopy), and Langmuir probes on the outer divertor plate. The formation of the HFSHD region near the inner divertor plate is demonstrated. A comparison of various computational scenarios with different magnetic configurations is presented, highlighting the dependence of HFSHD parameters on the distance between separatrix.

• Введение
• Глава 1. Обзор литературы
  • Дивертор как конструктивный элемент токамака
  • Ранние исследования области высокой плотности со стороны сильного поля (HFSHD)
  • Экспериментальное подтверждение и характеристики HFSHD
  • Роль электрических полей и токов в формировании HFSHD: теоретический механизм
  • Выводы из обзора литературы и постановка задач
• Глава 2. Метод исследования
  • Код SOLPS-ITER
  • Токамак Глобус-М2
  • Моделируемый разряд и расчетная сетка
  • Граничные условия и дополнительные параметры
• Глава 3. Результаты численного моделирования
  • Сравнение с предыдущими гидродинамическими расчетами
  • Данные экспериментальных диагностик
  • Дополнительный анализ
• Заключение
• Список использованных источников