Details

Цель работы – рассчитать и сравнить времена удержания энергии и коэффициенты температуропроводности в водородной и дейтериевой плазме, а также определить, какому скейлингу соответствуют полученные величины. В качестве инструмента для расчёта использован транспортный код ASTRA. Для учёта конвективного потока тепла, который присутствует в истинном коэффициенте температуропроводности, введены температуры и концентрации холодных и тёплых нейтралей, регулируемые значением времени удержания частиц. Результаты показали, что в вычисленные времена удержания энергии в водородной и дейтериевой плазме оказались схожими, что указывает на сопоставимую эффективность удержания энергии. Истинные коэффициенты температуропроводности в некоторых случаях соответствуют гиро-Бомовскому скейлингу. Однако из-за повышенного эффективного заряда в дейтериевой плазме прямое сравнение оказалось ограниченным. В работе предложен метод учёта конвективного потока и исследованы характеристики плазмы с разным изотопным составом. Проделанная работа применима для дальнейших исследований изотопного эффекта на токамаке ТУМАН-3М.

The objective is to calculate and compare the energy confinement times and heat conductivity coefficients in hydrogen and deuterium plasma, and to determine which scaling the obtained values correspond to. The ASTRA transport code was used as a calculation tool. To account for the convective heat flux present in the heat conductivity coefficient, the temperatures and densities of cold and warm neutrals were introduced, adjusted by the particle confinement time value. The results showed that the calculated energy confinement times in hydrogen and deuterium plasmas were found to be similar, indicating comparable energy confinement efficiency. In some cases, the heat conductivity coefficients align to the gyro-Bohm scaling. However, due to the higher effective charge in deuterium plasma, direct comparison was limited. The work proposes a method for accounting for convective heat flux and investigates plasma characteristics with different isotopic compositions. The research is applicable for further studies of the isotope effect on the TUMAN-3M tokamak.