Details

Работа посвящена исследованию способа управления плотностью плазмы в токамаке за счёт периодической инжекции макрочастиц, предварительно частично испарённых в волноводе с помощью электромагнитной волны. Проведено численное моделирование процессов нагрева и испарения макрочастицы в среде COMSOL Multiphysics 6.2, а также моделирование взаимодействия с плазмой с использованием кода ASTRA. Разработан алгоритм обратной связи, подбирающий оптимальный размер макрочастицы и необходимую мощность волны для достижения заданной концентрации. Показано, что применение предварительного микроволнового испарения позволяет повысить точность управления плотностью и стабилизировать её значение во времени. Полученные результаты могут быть использованы для повышения эффективности систем подачи топлива в термоядерных установках.

The subject of the graduate qualification work is “Investigation of the Possibility of Plasma Density Control via Periodic Injection of Macroparticles with Preliminary Microwave Evaporation” This thesis is devoted to the study of a method for controlling plasma density in a tokamak by means of periodic injection of macroparticles that have been partially evaporated beforehand using microwave radiation in a waveguide. Numerical modeling of the heating and evaporation of the macroparticle was carried out in COMSOL Multiphysics 6.2, and plasma interaction was simulated using the ASTRA transport code. An algorithm with feedback control was developed to determine the optimal macroparticle size and required wave power to achieve the target plasma density. It is shown that the use of preliminary microwave evaporation improves the accuracy of density control and ensures its stabilization over time. The results obtained can be applied to improve the efficiency of fuel injection systems in controlled fusion devices.