Распределение нейтрального газа в расширителе открытой ловушки
https://doi.org/10.25205/2541-9447-2025-20-2-19-38
Аннотация
В открытой магнитной ловушке для удержания высокотемпературной плазмы ключевой проблемой являются продольные потери тепла, с которой борется расширитель плазменного потока. В предыдущих работах было показано, что нейтральный газ может снижать эффективность расширителя. В этой работе предложена модель, описывающая распределение нейтрального газа внутри плазмы и за ее пределами до стенок расширителя. Ре- зультаты показали, что концентрация газа вблизи и внутри плазмы на порядок меньше, чем вблизи стенок. Это указывает на менее строгие ограничения на предельную концентрацию нейтралов внутри плазмы.
Об авторах
Э. А. Федоренков
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН;
Новосибирский государственный университет
Россия
Россия
Федоренков Эдуард Александрович, младший научный сотрудник
Новосибирск
А. Д. Беклемишев
Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН;
Новосибирский государственный университет
Россия
Россия
Беклемишев Алексей Дмитриевич, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник
Новосибирск
Список литературы
1. Sudnikov A., Soldatkina E. Review of recent advances and new ideas in development of the open magnetic traps // AIP Conference Proceedings. AIP Publishing, 2019. Vol. 2179. № 1.
2. Ivanov A. A., Prikhodko V. V. Gas-dynamic trap: an overview of the concept and experimental results // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2013. Vol. 55. № 6. С. 063001.
3. Иванов А. А., Приходько В. В. Газодинамическая ловушка: результаты исследований и перспективы // Успехи физических наук. 2017. Т. 187, № 5. С. 547–574.
4. Bagryansky P. A. Progress of open systems at Budker Institute of Nuclear Physics // Journal of Plasma Physics. 2024. Vol. 90, № 2. С. 905900218.
5. Soldatkina E. I. et al. Measurements of axial energy loss from magnetic mirror trap // Nuclear Fusion. 2020. Vol. 60, № 8. P. 086009.
6. Soldatkina E. I. et al. Experimental issues of energy balance in open magnetic trap // Journal of Plasma Physics. 2024. Vol. 90, № 2. P. 975900203.
7. Конкашбаев И. К., Ландман И. С., Улинич Ф. Р. Возможность уменьшения потока тепла электронов из открытых ловушек // ЖЭТФ. 1978. Т. 74. С. 956–964.
8. Ryutov D. D. Axial electron heat loss from mirror devices revisited // Fusion science and technology. 2005. Vol. 47, №. 1. P. 148–154.
9. Сковородин Д. И. и др. Газодинамическая многопробочная ловушка ГДМЛ // Физика плазмы. 2023. T. 49, № 9. С. 831–884.
10. Dylla H. F. A review of the wall problem and conditioning techniques for tokamaks // Journal of Nuclear Materials. 1980. Vol. 93. P. 61–74.
11. Kadomtsev M. B. et al. Ballistic model for neutral hydrogen distribution in ITER edge plasma // Proceedings of the 39th EPS Conference on Plasma Physics & 16th International Congress on Plasma Physics, Stockholm, Sweden. 2012. P. 2–6.
12. Kukushkin A. B. et al. Ballistic model of recycling of atomic and molecular hydrogen and its application to the ITER main chamber // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2021. Vol. 63, № 3. P. 035025.
13. Burrell K. H. NEUCG: A transport code for hydrogen atoms in cylindrical hydrogenic plasmas // Journal of Computational Physics. 1978. Vol. 27, № 1. P. 88–102.
14. Atalay M. A., Öztürk Ö. A. kinetic model for the transport of neutral hydrogen atoms in a hydrogen plasma // Journal of plasma physics. 2004. Vol. 70, № 3. P. 303–315.
15. Жоголев В. Е. Редуцированные кинетические модели переноса нейтралов в плазме токамаков // Физика плазмы. 2012. Т. 38, № 10. С. 855–855.
16. Murakami I. et al. NIFS atomic and molecular numerical database for collision processes // Atoms. 2020. Vol. 8, № 4. P. 71.
17. Krstic P. S., Schultz D. R. Atomic and plasma-material interaction data for fusion. V. 8. Elastic and related transport cross sections for collisions among isotopomers of H++ H, H++ H 2, H++ He, H+ H, and H+ H 2. – 1999.
18. Skovorodin D. I. Suppression of secondary emission of electrons from end plate in expander of open trap // Physics of Plasmas. 2019. Vol. 26. № 1.
19. Беклемишев А. Д., Федоренков Э. А. Эффективный метод решения уравнения Больцмана на однородной сетке // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2022. Т. 62, № 11. С. 1900–1911.
Рецензия
Для цитирования:
Федоренков Э.А., Беклемишев А.Д. Распределение нейтрального газа в расширителе открытой ловушки. Сибирский физический журнал. 2025;20(2):19-38. https://doi.org/10.25205/2541-9447-2025-20-2-19-38
For citation:
Fedorenkov E.A., Beklemishev A.D. Distribution of Neutral Gas in the Expander of an Open Trap. SIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS. 2025;20(2):19-38. (In Russ.) https://doi.org/10.25205/2541-9447-2025-20-2-19-38
Просмотров:
23
Послать статью по эл. почте 