Перегляд за Автор "Moskvitina, Yu.K."

Зараз показуємо 1 - 3 з 3

First orbit losses of charged fusion products in tokamak: flux calculation
(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна, 2012) Moskvitin, A.O.; Yavorskij, V.O.; Goloborod’ko, V.Ya.; Moskvitina, Yu.K.; Москвітін, А.О.; Яворський, В.О.; Голобородько, В.Я.; Москвитина, Ю.К.
Technique of calculation the pitch-angle, energy and poloidal distributions of the flux of charged fusion products (CFPs) lost to the first wall of axisymmetric tokamak due to first orbit (FO) loss mechanism is developed. This technique extends the approach for evaluation the poloidal distributions of FO loss of CFPs in tokamaks proposed by [Kolesnichenko Ya.I. et al. Sov. J. Plasma Phys 2 (1976) 506]. The upgraded technique enables to calculate distributions of lost fast ions in wide class of tokamak magnetic configurations. Analytical model of the magnetic field used in this study [Yavorskij V.A. et al. Plasma Phys. Control. Fusion 43 (2001) 249] takes into account Shafranov shift, elongation, triangularity and up-down asymmetry. Usage of the drift constant of motion space allows substantial reducing the computational efforts for simulation the lost particles flux at a given point of the first wall. The developed approach is useful for simulation the pitch-angle and energy distributions of fast ions lost to the scintillator detector [Zweben S.J. et al. Nucl.Fusion 30 (1990) 1551] in present-day tokamaks [Kiptily V.G. et al. Nucl.Fusion 49 (2009) 065030] as well as for calculation of the CFP fluxes to the plasma-facing wall in future tokamak-reactors. Разработан метод для расчета распределений по питч-углу, энергии и полоидальному углу потока заряженных продуктов синтеза (ЗПС), теряемых на первой стенке осесимметричного токамака вследствие мгновенных потерь (МП). Этот метод расширяет подход для расчета полоидального распределения МП ЗПС в токамаках, который был предложен в [Kolesnichenko Ya.I. et al. Sov. J. Plasma Phys 2 (1976) 506]. Усовершенствованный метод позволяет рассчитывать распределений теряемых быстрых ионов для широкого класса магнитных конфигураций токамаков. Используемая в этом исследовании аналитическая модель магнитного поля учитывает шафрановский сдвиг, эллиптичность, треугольность и асимметрию «верх-низ» [Yavorskij V.A. et al. Plasma Phys. Control. Fusion 43 (2001) 249]. Использование пространства инвариантов движения дает возможность значительно уменьшить вычислительные усилия при моделировании потока теряемых частиц в заданную точку на первой стенке. Разработанный подход полезен для моделирования распределения по питч-углу и энергии теряемых быстрых ионов, которые попадают в сцинтилляционный детектор [Zweben S.J. et al. Nucl.Fusion 30 (1990) 1551] в современных токамаках [Kiptily V.G. et al. Nucl.Fusion 49 (2009) 065030], а также рассчитывать потоки ЗПС на первую стенку в будущих токамаках реакторах. Розроблено метод обчислення розподілів по пітч-куту, енергії та полоїдного куту потоку заряджених продуктів синтезу, які втрачаються на першій стінці осесиметричного токамака внаслідок миттєвих втрат (МВ). Цей метод розширює підхід для обчислення полоїдного розподілу МВ ЗПС в токамаках, який був запропонований в [Kolesnichenko Ya.I. et al. Sov. J. Plasma Phys 2 (1976) 506]. Покращений метод дозволяє розраховувати розподіли швидких іонів, що втрачаються, для широкого класу магнітних конфігурацій токамаків. Аналітична модель магнітного поля, яка використовується в цьому дослідженні, враховує шафранівський зсув, еліптичність, трикутність та асиметрію «верх-низ» [Yavorskij V.A. et al. Plasma Phys. Control. Fusion 43 (2001) 249]. Використання простору інваріантів руху дає можливість значно зменшити обчислювальні зусилля при моделюванні потоку частинок, що втрачаються, в заданій точці на першій стінці. Розроблений підхід є корисним для моделювання розподілу за пітч-кутами та енергіями швидких іонів, що втрачаються, та досягають сцинтиляційного детектора [Zweben S.J. et al. Nucl.Fusion 30 (1990) 1551] у сучасних токамаках [Kiptily V.G. et al. Nucl.Fusion 49 (2009) 065030], а також обчислювати потоки ЗПС на першу стінку в майбутніх токамаках-реакторах.
The fusion product losses due to resonant magnetic perturbations in toroidal plasmas
(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна, 2011) Moskvitina, Yu.K.; Moskvitin, A.O.; Shyshkin, O.A.
The suppression of edge-localized modes (ELMs) by means of the externally applied resonant magnetic field perturbations (RMPs) and its effect on plasma transport is investigated actively on modern tokamaks. In present paper the modification of loss rates of fusion born alpha particles caused by application of RMPs in tokamak plasma is examined. This study has been performed by means of test-particle simulations. To simplify calculations we use magnetic field model with circular magnetic surfaces. The transport properties of alpha particles are investigated during 3 seconds time interval by tracing the test-particle ensemble. Each particle trajectory is calculated by means of integration of full orbit equations. Three regimes of particle losses are identified during the evolution of the particle ensemble. The formation of magnetic islands together with the stochastic magnetic layers at the plasma edge is the natural consequence of RMPs excitation. It is demonstrated that due to the formation of these resonant magnetic field structures the irregularities of energetic alpha particle orbits occur, and hence the substantial increasing of the losses from the plasma periphery is observed. RMPs slightly affect the first orbit losses of fusion alphas. Подавление гранично-локализованных мод (ELMs) внешними резонансными магнитными возмущениями (RMPs) и их влияние на перенос плазмы активно изучается на современных токамаках. В работе рассматривается изменение скорости потерь термоядерных альфа частиц при наличии RMPs в токамаках. Данное исследование проведено в одночастичном приближении. Для упрощения вычислений в работе используется модель магнитного поля с круглыми магнитными поверхностями. Свойства переноса альфа частиц изучаются путем моделирования движения ансамбля пробных частиц в течение 3 секунд. Траектория каждой частицы рассчитывалась на основании уравнения полной орбиты. При исследовании эволюции ансамбля частиц были выделены 3 режима потерь. Образование магнитных островов со стохастическими слоями на периферии плазмы является естественным следствием использование RMPs. Показано, что образование этих резонансных структур в топологии магнитного поля приводит к нерегулярному поведению орбит энергичных альфа частиц, и, следовательно, наблюдается существенное увеличение потерь этих частиц. RMPs слабо влияют на потери альфа частиц на первой орбите. Послаблення гранично-локалізованих мод (ELMs) зовнішніми резонансними магнітними збуреннями (RMPs) та їх вплив на транспорт плазми активно вивчається на сучасних токамаках. В роботі розглядається зміна швидкості втрат термоядерних альфа частинок за наявності RMPs у токамаках. Дане дослідження проведено в одночастинковому наближенні. Для спрощення розрахунків у роботі використовується модель магнітного поля з круглими магнітними поверхнями. Властивості транспорту альфа частинок вивчаються шляхом моделювання руху ансамблю пробних частинок протягом 3 секунд. Траєкторія кожної частинки розраховувалася на основі рівняння повної орбіти. При дослідженні еволюції ансамблю частинок були виділені 3 режими втрат. Утворення магнітних островів зі стохастичними шарами на периферії плазми є природнім наслідком використання RMPs. Показано, що утворення цих резонансних структур у топології магнітного поля призводить до нерегулярної поведінки орбіт енергійних альфа частинок, і, як наслідок, спостерігається значне підвищення втрат цих частинок. RMPs слабо впливають на втрати альфа частинок на першій орбіті.
Superbanana Fokker-Planck equation for tokamaks with the strong toroidal field ripples
(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна, 2009) Moskvitina, Yu.K.; Yavorskij, V.O.; Schoepf, K.
The Fokker-Planck description of collisional ripple transport processes of fast ions is extended for tokamaks with strong toroidal field (TF) ripples. The topology of superbanana orbits generated by the TF ripple drift of banana “guiding” centers is analyzed in terms of the adiabatic invariant. The transport coefficients of a 4D Fokker-Planck equation are derived for the case of strong TF ripples. This study aims at a generalization of the kinetic simulation of fast ions in plasmas of present-day and next generation tokamaks. Описание столкновительного гофрировочного переноса быстрых ионов при помощи уравнения Фоккера-Планка, распространено на область сильной гофрировки тороидального поля (ТП) токамака. Проанализирована топология супербанановых орбит, образованных вследствие дрейфа ведущих центров бананов в гофрах ТП, с использованием адиабатического инварианта. Получены транспортные коэффициенты уравнения Фоккера-Планка в четырёх мерном фазовом пространстве при наличии сильной гофрировки ТП. Исследование выполнено в рамках обобщения метода кинетического моделирования быстрых ионов, в плазме современных и будущих токамаков. Описання гофрованого переносу швидких іонів, обумовленого зіткненнями, за допомогою рівняння Фоккера-Планка, поширене на область сильного гофрування тороїдального поля (ТП) токамака. Проаналізована топологія супербананових орбіт частинок, які утворені внаслідок дрейфу ведучих центрів бананів у гофрах ТП, з використанням адіабатичного інваріанту. Отримані транспортні коефіцієнти рівняння Фоккера-Планка у чотирьох вимірному фазовому просторі за наявності сильного гофрування ТП. Дослідження проведено в рамках узагальнення методу кінетичного моделювання швидких іонів в плазмі сучасних та майбутніх токамаків.