О применимости теории ГАМ к реальным токамакам с гофрированным магнитным полем

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследовано влияние тороидальной гофрировки магнитного поля на пространственную структуру и частоту геодезической акустической моды (ГАМ) в плазме токамака. Показано, что тороидальная асимметрия магнитной конфигурации приводит к зацеплению колебаний электрического потенциала ГАМ с тороидально- и полоидально-неоднородными возмущениями давления плазмы. Для токамаков с большим аспектным отношением выведен закон дисперсии ГАМ, учитывающий неоднородность гофрировки в сечении токамака. При увеличении числа катушек n тороидального поля эффект гофрировки перестает зависеть от n. Показана применимость стандартной теории для нахождения частоты и пространственной структуры ГАМ в крупных токамаках.

Об авторах

Е. А. Сорокина

НИЦ “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: Sorokina_EA@nrcki.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Conway G.D., Smolyakov A.I., Ido T. // Nucl. Fusion. 2022. V. 62. P. 013001. doi: 10.1088/1741-4326/ac0dd1.
  2. Diamond P.H., Itoh S.-I., Itoh K., Hahm T.S. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2005. V. 47. P. R35. doi: 10.1088/0741-3335/47/5/R01.
  3. Fasoli A., Testa D., Sharapov S., Berk H.L., Breizman B., Gondhalekar A., Heeter R.F., Mantsinen M. and contributors to the EFDA-JET Workprogramme // Plasma Phys. Control. Fusion. 2002. V. 44. P. B159. doi: 10.1088/0741-3335/44/12B/312.
  4. Itoh S.-I., Itoh K., Sasaki M., Fujisawa A., Ido T., Nagashima Y. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2007. V. 49. P. L7. doi: 10.1088/0741-3335/49/8/L01.
  5. Itoh S.-I., Nishimura S., Itoh K., Fujisawa A., Nagashima Y., Inagaki S. // Plasma Fusion Res. 2009. V. 4. P. 014. doi: 10.1585/pfr.4.014.
  6. Winsor N., Johnson J.L., Dawson J.M. // Phys. Fluids. 1968. V. 11. P. 2448. doi: 10.1063/1.1691835.
  7. Сковорода A.A., Сорокина E.A. // Физика плазмы. 2018. Т. 44. С. 937. doi: 10.1134/S0367292118110100.
  8. Shi B.-R., Li J.-Q., Dong J.-Q. // Chinese Phys. Lett. 2005. V. 22. P. 1179.
  9. Wahlberg C., Graves J.P. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2016. V. 58. P. 075014. doi: 10.1088/0741-3335/58/7/075014.
  10. Сорокина E.A., Лахин В.П., Коновальцева Л.В., Ильгисонис В.И. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. С. 231. doi: 10.7868/S036729211703012X.
  11. Wang S. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. P. 085002. doi: 10.1103/PhysRevLett.97.085002; P. 129902 (erratum). doi: 10.1103/PhysRevLett.97.129902.
  12. Wahlberg C. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 101. P. 115003. doi: 10.1103/PhysRevLett.101.115003.
  13. Wahlberg C. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2009. V. 51. P. 085006. doi: 10.1088/0741-3335/51/8/085006.
  14. Lakhin V.P., Ilgisonis V.I., Smolyakov A.I. // Phys. Lett. A. 2010. V. 374. P. 4872. doi: 10.1016/j.physleta.2010.10.012.
  15. Ilgisonis V.I., Lakhin V.P., Smolyakov A.I., Sorokina E.A. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2011. V. 53. P. 065008. doi: 10.1088/0741-3335/53/6/065008.
  16. Lakhin V.P., Ilgisonis V.I. // Phys. Plasmas. 2011. V. 18. P. 092103. doi: 10.1063/1.3628302.
  17. Haverkort J.W., de Blank H.J., Koren B. // J. Comput. Phys. 2012. V. 231. P. 981. doi: 10.1016/j.jcp.2011.03.016.
  18. Ильгисонис В.И., Коновальцева Л.В., Лахин В.П., Сорокина E.A. // Физика плазмы. 2014. Т. 40. С. 955. doi: 10.7868/S0367292114110031.
  19. Лахин В.П., Сорокина E.A., Ильгисонис В.И., Коновальцева Л.В. // Физика плазмы. 2015. Т. 41. С. 1054. doi: 10.7868/S0367292115120070.
  20. Ren H. // Phys. Plasmas. 2014. V. 21. P. 044505. doi: 10.1063/1.4873383.
  21. Lakhin V.P., Sorokina E.A. // Phys. Plasmas. 2018. V. 25. 072111. doi: 10.1063/1.5037343.
  22. Лахин В.П., Сорокина E.A. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. С. 195. doi: 10.1134/S0367292119020069.
  23. Melnikov A.V., Vershkov V.A., Eliseev L.G., Grashin S.A., Gudozhnik A.V., Krupnik L.I., Lysenko S.E., Mavrin V.A., Perfilov S.V., Shelukhin D.A., Soldatov S.V., Ufimtsev M.V., Urazbaev A.O., Van Oost G., Zimeleva L.G. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2006. V. 48. P. S87. DOI: 0.1088/0741-3335/48/4/S07.
  24. Ishizawa A., Kishimoto Y., Nakamura Y. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2019. V. 61. P. 054006. doi: 10.1088/1361-6587/ab06a8.
  25. Fujisawa A., Itoh K., Shimizu A., Nakano H., Ohsima S., Iguchi H., Matsuoka K., Okamura S., Itoh S.-I., Diamond P.H. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2006. V. 48. P. S31. doi: 10.1088/0741-3335/48/4/S03.
  26. Fujisawa A., Shimizu A., Nakano H., Ohshima S., Itoh K., Nagashima Y., Itoh S.-I., Iguchi H., Yoshimura Y., Minami T., Nagaoka K., Takahashi C., Kojima M., Nishimura S., Isobe M., Suzuki C., Akiyama T., Ido T., Matsuoka K., Okamura S., Diamond P.H. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2007. V. 49. P. 211. doi: 10.1088/0741-3335/49/3/002.
  27. Fujisawa A., Itoh K., Shimizu A., Nakano H., Ohshima S., Iguchi H., Matsuoka K., Okamura S., Minami T., Yoshimura Y., Nagaoka K., Ida K., Toi K., Takahashi C., Kojima M., Nishimura S., Isobe M., Suzuki C., Akiyama T., Ido T., Nagashima Y., Itoh S.-I., Diamond P.H. // Phys. Plasmas. 2008. V. 15. P. 055906. doi: 10.1063/1.2889012.
  28. Watari T., Hamada Y., Fujisawa A., Toi K., Itoh K. // Phys. Plasmas. 2005. V. 12. P. 062304. doi: 10.1063/1.1922807.
  29. Watari T., Hamada Y., Nishizawa A., Notake T., Takeuchi N. // Plasma Sci. Technol. 2006. V. 8. P. 105.
  30. Watari T., Hamada Y., Notake T., Takeuchi N., and Itoh K. // Phys. Plasmas. 2006. V. 13. P. 062504. doi: 10.1063/1.2206170.
  31. Watari T., Hamada Y., Nishizawa A., Todoroki J. // Phys. Plasmas. 2007. V. 14. P. 112512. doi: 10.1063/1.2805441.
  32. Ильгисонис В.И., Сковорода А.А. // ЖЭТФ. 2010. Т. 137. С. 1018. doi: 10.1134/S1063776110050201.
  33. Hassam A.B., Drake J.F. // Phys. Fluids B. 1993. V. 5. P. 4022. doi: 10.1063/1.860622.
  34. Юшманов П.Н. Вопросы теории плазмы / Под ред. академика Б.Б. Кадомцева. М.: Энергоатомиздат, 1987. Вып. 16. С. 102.
  35. Грибов Ю.В., Цаун С.В., Юшманов П.Н. Препринт ИАЭ-3681/7. М.: Институт атомной энергии им. И.В. Курчатова, 1982.
  36. Melnikov A.V., Eliseev L.G., Perfilov S.V., Andreev V.F., Grashin S.A., Dyabilin K.S., Chudnovskiy A.N., Isaev M.Yu., Lysenko S.E., Mavrin V.A., Mikhailov M.I., Ryzhakov D.V., Shurygin R.V., Zenin V.N. and the T-10 Team // Nucl. Fusion. 2013. V. 53. P. 093019. doi: 10.1088/0029-5515/53/9/093019.
  37. Trier E., Eriksson L.-G., Hennequin P., Fenzi C., Bourdelle C., Falchetto G., Garbet X., Aniel T., Clairet F., Sabot R. // Nucl. Fusion. 2008. V. 48. P. 092001. doi: 10.1088/0029-5515/48/9/092001.
  38. Crombé K., Andrew Y., Biewer T.M., Blanco E., de Vries P.C., Giroud C., Hawkes N.C., Meigs A., Tala T., von Hellermann M., Zastrow K.-D. and JET EFDA Contributors // Plasma Phys. Control. Fusion. 2009. V. 51. P. 055005. doi: 10.1088/0741-3335/51/5/055005.
  39. Fasoli A., Gormenzano C., Berk H.L., Breizman B., Briguglio S., Darrow D.S., Gorelenkov N., Heidbrink W.W., Jaun A., Konovalov S.V., Nazikian R., Noterdaeme J.-M., Sharapov S., Shinohara K., Testa D., Tobita K., Todo Y., Vlad G., Zonca F. // Nucl. Fusion. 2007. V. 47. P. S264. doi: 10.1088/0029-5515/47/6/S05.
  40. In Y., Park J.-K., Jeon Y.M., Kim J., Park G.Y., Ahn J.-W., Loarte A., Ko W.H., Lee H.H., Yoo J.W., Juhn J.W., Yoon S.W., Park H. and 3D Physics Task Force in KSTAR // Nucl. Fusion. 2017. V. 57. P. 116054. doi: 10.1088/1741-4326/aa791c.
  41. Shinohara K., Kurki-Suonio T., Spong D., Asunta O., Tani K., Strumberger E., Briguglio S., Koskela T., Vlad G., Günter S., Kramer G., Putvinski S., Hamamatsu K. and ITPA Topical Group on Energetic Particles // Nucl. Fusion. 2011. V. 51. P. 063028. doi: 10.1088/0029-5515/51/6/063028.
  42. Mahdavipour B., Salar Elahi A., Ghoranneviss M. // J. Inorg. Organomet. Polym. 2016. V. 26. P. 439. doi: 10.1007/s10904-015-0325-z.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024