Enfoque general para las equilibrios de plasma en evolución con una pared resistiva en los tokamaks
Autores: Pustovitov, Vladimir D.; Chukashev, Nikolay V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Enfoque general para las equilibrios de plasma en evolución con una pared resistiva en los tokamaks
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Equilibrio de plasma
Tokamak
Pared resistiva
Campo magnético
Acoplamiento electromagnético plasma-pared
Función de Green
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 49
Citaciones: Sin citaciones
El problema dinámico del equilibrio del plasma en un tokamak se considera teniendo en cuenta la reacción electromagnética de la pared resistiva del recipiente de vacío. Las corrientes inducidas en la pared durante eventos transitorios contribuyen al campo magnético externo que determina la forma y posición del plasma. En consecuencia, la geometría del plasma debe evolucionar para que la excitación inductiva de la corriente de la pared compense adecuadamente las pérdidas resistivas. La consideración simultánea de estos factores presenta la principal dificultad de la descripción. Se realiza en una forma general utilizando el método de la función de Green que garantiza la precisión matemática de las expresiones para los campos magnéticos de cada fuente. Al mismo tiempo, es deseable minimizar las complicaciones relacionadas, que es uno de los objetivos aquí. El punto de partida es la solución estándar del problema de equilibrio externo dado por una integral que relaciona el flujo magnético poloidal con el campo magnético en el límite del plasma. En el problema evolutivo, las ecuaciones adicionales para el acoplamiento electromagnético plasma-pared se transforman en una ecuación con una integral similar sobre la pared, pero con la derivada temporal del flujo magnético poloidal o la densidad de corriente de la pared en el integrando. La similitud mencionada permite utilizar las técnicas ya desarrolladas, lo que hace que esta formulación sea compacta y conveniente. Proporciona la base para la extensión de la teoría analítica existente del equilibrio al caso con plasma y pared no circulares.
Descripción
El problema dinámico del equilibrio del plasma en un tokamak se considera teniendo en cuenta la reacción electromagnética de la pared resistiva del recipiente de vacío. Las corrientes inducidas en la pared durante eventos transitorios contribuyen al campo magnético externo que determina la forma y posición del plasma. En consecuencia, la geometría del plasma debe evolucionar para que la excitación inductiva de la corriente de la pared compense adecuadamente las pérdidas resistivas. La consideración simultánea de estos factores presenta la principal dificultad de la descripción. Se realiza en una forma general utilizando el método de la función de Green que garantiza la precisión matemática de las expresiones para los campos magnéticos de cada fuente. Al mismo tiempo, es deseable minimizar las complicaciones relacionadas, que es uno de los objetivos aquí. El punto de partida es la solución estándar del problema de equilibrio externo dado por una integral que relaciona el flujo magnético poloidal con el campo magnético en el límite del plasma. En el problema evolutivo, las ecuaciones adicionales para el acoplamiento electromagnético plasma-pared se transforman en una ecuación con una integral similar sobre la pared, pero con la derivada temporal del flujo magnético poloidal o la densidad de corriente de la pared en el integrando. La similitud mencionada permite utilizar las técnicas ya desarrolladas, lo que hace que esta formulación sea compacta y conveniente. Proporciona la base para la extensión de la teoría analítica existente del equilibrio al caso con plasma y pared no circulares.