Tokamak içindeki plazma sınır tabakasının dönme stabilitesinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, toroidal bir manyetik alan içine hapsedilen bir füzyon plazmasının yüzeyi yakınındaki sınır tabaka içinde meydana gelen ve enerji kayıplarına neden olan mikro türbülansları yok etmek amacıyla plazmaya verilen poloidal ve toroidal dönme hareketlerinin dinamiği incelenmiştir. Adı geçen sınır bölgedeki plazmanın, nispeten düşük sıcaklıkta ve dolayısıyla çarpışmalı rejimde olduğu kabul edilmiştir. L-H (alçak-yüksek hapsetme modları) arasındaki geçişte sık rastlanan bir durum olan plazmanın toroidal ve poloidal yönlerde dönmesi, radyal elektrik alanındaki düşüşü beraberinde getirmektedir. Problem bir nonlineer denklem sistemi olarak modellenmiştir. Sayısal olarakbaşlangıç değerlerinin ve kontrol parametrelerinin, sistemin dönme davranışları üzerine etkisi incelenmiştir. Ele alınan farklı değerleri için, manyetik separatriksin iç tararında poloidal hız profilinin çok değerli çözümlerinin oluştuğu ve bu yapının varlığının parametreler değiştirildiğinde de bozulmadığı görülmüştür.

Transition to the tokamak H-mode from L-mode, which is connected to a darstic change in confinement characteristic, has a causual relationship to the sudde onset of toroidal and/or poloidal rotation, and the rise of a radial electric field. Both type of rotations, although driven and damped by different mechanisms are somehow interrelated and servet o supress instabilities in the edge layer. Toroidal and poloidal rotations of a collisional tokamak edge plasma with steep temperature and density gradients are investigated via plasma fluid equations. Stability of the solutions over time and space coordinates is considered. In the stationary case, trajectory bifurcations in phase space of toroidal and poloidal speeds are discussed. Multivalued solutions of poloidal velocity including periodic and catastrophic ones with hysterisis inside the separatrix are observed.