Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Shirani bidabadi,Akbar Parvazian
احمد شیرانی بیدابادی (استاد مشاور) اکبر پروازیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Seyedeh zahra Faghih
سیده زهراء فقیه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Investigation of Heating and Current Drive in Alcator C – Mod and NSST Tokamaks by the Use of Lower Hybrid Waves
Waves need to be able to penetrate into the center of plasma for heating tokamaks. In recent years, generation of steady – state currents in plasma has been considered using Radio - Frequency waves. In particular it has been predicted that these currents are produced by waves that their phase velocity is several times greater than electron thermal velocity. This prediction has been confirmed by numerous experiments in which the current has been driven by lower hybrid waves. Current drive has generated toroidal electric current in the plasma in a tokamak. Component of toroidal magnetic field is greater than component of poloidal magnetic field but our purpose is to increase poloidal magnetic field so that cause to increase toroidal current in plasma. If the wave phase velocity is approximately equal to the electron runaway velocity, RF energy could be converted to poloidal field energy. The interaction of radio frequency waves with a plasma is described by the Fokker - Planck equation with an added quasilinear term. The Fokker - Planck equation then reduces to an equation in time and two velocity (or momentum) dimensions only. Here we investigated lower hybrid wave interactions in the T and Alcator C – Mod reactors. Then we found found optimal lower hybrid wave powers and frequencies for these reactors. Also comparison of the T tokamak and Alcator C – Mod torus tokamak shows that both have been able to create a high driving current. Our results indicated that the use of lower hybrid waves in improved spherical tokamak T compared to the Alcator C – Mod torus is much better and more efficient.
برای گرمایش توکامک‌های کروی نیاز به امواجی داریم که بتوانند تا مرکز پلاسما نفوذ کنند ولی چون پلاسمای موجود در توکامک‌ها در حالت پایدار نیستند امواج نمی‌توانند به راحتی تا مرکز پلاسما نفوذ کنند‌‌‌. در سال‌های اخیر تولید جریان‌های حالت پایدار در پلاسما با استفاده از امواج فرکانس رادیویی (RF) مد نظر قرار گرفته است. به خصوص پیش بینی شده است که این جریان‌ها به‌وسیله‌ی امواجی که سرعت‌های فازی چندین برابر سرعت گرمایی الکترون‌ها دارند تولید می‌شوند. این پیش بینی توسط آزمایش‌های متعددی که در آن جریان توسط امواج هیبریدی پایین (LH) رانده می‌شود تصدیق شده است. رانش جریان‌،‌ مربوط به تولید جریان الکتریکی توروئیدی در پلاسما می‌باشد. در توکامک مولفه میدان مغناطیسی توروئیدی در مقایسه با مولفه میدان مغناطیسی پولوئیدی بزرگ‌تر است. ولی هدف ما افزایش میدان مغناطیسی پولوئیدی است که منجر به افزایش جریان توروئیدی در پلاسما می‌شود. اگر سرعت فاز موج تقریباً برابر با سرعت فرار الکترون باشد‌ آنگاه انرژی RF به طور موثر می‌تواند به انرژی میدان معناطیسی پولوییدی تبدیل شود. برهم‌کنش امواج فرکانس رادیویی با پلاسما به‌وسیله ی معادله فاکر - پلانک با اضافه نمودن یک جمله‌ ی پخش شبه‌خطی داده می‌شود. این مدل برای مطالعه‌ی رانش جریان RF بسیار مفید است. بنابراین پلاسما را دارای تقارن محوری حول خطوط میدان مغناطیسی در نظر می‌گیریم‌.‌ پس معادله فاکر – پلانک به یک معادله در بعد زمان و دو بعد سرعت (یا تکانه) کاهش می‌یابد‌. در این پایان‌نامه ما بر هم کنش امواج هیبریدی پایین را در دو توکامکAlcator C – Mod و T بررسی کردیم. برای انجام این کار پس از پیدا کردن فرکانس و توان بهینه برای موج هیبریدی پایین، شرایط گرمایش و رانش جریان را در این دو توکامک مورد بررسی قرار دادیم. بررسی‌های انجام شده به ما نشان می‌دهند که با توجه به این‌که T یک توکامک کروی است شرایط موج هیبریدی پایین در آن مناسب‌تر از توکامک چنبره‌ایAlcator C – Mod است. بنابراین در توکامک T شرایط برای انجام فرآیند همجوشی با توان و کارایی بالا فراهم‌تر از توکامک Alcator C –Mod می‌باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی