140 likes | 256 Views
Kómár Anna MSc I. éves fizikus hallgató. Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamak plazmákbaN. Témavezető: Dr. Fülöp Tünde Konzulens: Dr. Pokol Gergő. TDK konferencia 2011. november 16. Elfutó elektronok tokamakokban. Csavart térszerkezet: toroidális áram.
E N D
Kómár Anna MSc I. éves fizikus hallgató Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamakplazmákbaN Témavezető: Dr. Fülöp Tünde Konzulens: Dr. Pokol Gergő TDK konferencia 2011. november 16.
Elfutó elektronok tokamakokban • Csavart térszerkezet: toroidális áram • Diszrupciókban és fűrészfog-összeomláskor (közel kritikus tér) • Kölcsönhatás plazmahullámmal: növekedési ráta – csillapítás > 0 Súrlódási erő Energia Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamak plazmákban
Az elektron-hullám kölcsönhatás elmélete Plazmahullám diszperziós relációja: Dielektromos tenzor válasz Növekedési ráta Perturbatív vizsgálat Imaginárius rész Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamak plazmákban
A vizsgált esetek és közelítések Nagy elektromos tér Közel kritikus tér Eloszlásfüggvény: G. Pokol,PhD dolgozat, BME TTK, 2009 Eloszlásfüggvény: P. Sandquist, PoP 13(072108), 2006 Magnetoszonikus-fütyülő hullám Elektron-fütyülő hullám Ultrarelativisztikus rezonanciafeltétel Általános rezonanciafeltétel Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamak plazmákban
Fütyülő hullámok • Elektron-fütyülő hullám: , A. Kómár, BSc Szakdolgozat, BME TTK, 2011 • Magnetoszonikus-fütyülő hullám: T. Fülöp et al., PoP 13(062506), 2006 Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamak plazmákban
Általános rezonanciafeltétel • Elfutó elektron szuszceptibilitások:eloszlásfüggvény alapján, ∫∫∫d3p • Megjelenik egy rezonancia: implicit! Ultrarelativisztikus Általános eset Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamak plazmákban
Mi indokolja a fütyülő hullám vizsgálatát? • Rezonanciafeltétel fizikai, ha: • Ultrarelativisztikus esetben ez: • Általános esetben is vizsgálható: és vagy és és Fütyülő hullám Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamak plazmákban
Növekedési ráta diszrupciók esetén E/Ec = 865, B = 2 T, ne = 5 ∙ 1019 m-3, nr = 3 ∙ 1017 m-3 Elektron-fütyülő hullám Magnetoszonikus-fütyülő hullám (Általános rezonancia) (Ultrarelativisztikus rezonancia) A maximumhoz tartozó energián vannak elfutó elektronok. Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamak plazmákban
Növekedési ráta közel kritikus tér esetén E/Ec = 1,3 ; B = 2 T, ne = 5 ∙ 1019 m-3, nr = 3 ∙ 1017 m-3 Elektron-fütyülő hullám Magnetoszonikus-fütyülő hullám (Általános rezonancia) (Ultrarelativisztikus rezonancia) A maximumhoz tartozó energián nincsenek elfutó elektronok. Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamak plazmákban
A leginstabilabb hullám I. Klimanov et al., PPCF 49:L1-L6, 2007 • Elektronok maximális energiája: ~300 keV leginstabilabb hullám E/Ec = 1,3 B = 2 T ne = 5 ∙ 1019 m-3 nr = 3 ∙ 1017 m-3 Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamak plazmákban
Csillapítási ráták • Csillapítási ráták: • Ütközéses csillapítás: • Konvektív csillapítás: • Nagy hőmérsékleten: közel kritikus térnél M. Brambilla, PoP 2(4), 1994 G. Pokol, PPCF 50(045003), 2008 (Te = 20 keV, ni ~ 1019m-3) Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamak plazmákban
Stabilitási határ közel kritikus térben Lr = 0,2 m Lr = 0,4 m I. Klimanov et al., PPCF 49:L1-L6, 2007 Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamak plazmákban
Összefoglalás • Célok: elfutó elektron – hullám kölcsönhatás • Diszrupciós eredmények vizsgálata nagyobb frekvenciákon • Közel kritikus térben: leginstabilabb hullám meghatározása, stabilitásvizsgálat • Eredmények: • Általános rezonanciafeltétel →fütyülő hullám vizsgálata • A korábbi diszrupciós eredmények kiterjesztése • A leginstabilabb hullám közel kritikus tér esetén egy elektron-fütyülő hullám, k ≈ 1500 m-1 • Stabilitás:nr > 1017 m-3esetén destabilizálódik a hullám Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamak plazmákban
Válaszok a bírálói kérdésekre • Periodikus határfeltételek miatt diszkrét a hullám spektruma, de sűrű: G. Pokol et al., PPCF 50(045003), 2008 • Az elfutó elektronok energiájuknak csak egy részét adják át a keltett hullámoknak (kis amplitúdó) Elfutó elektronok és fütyülő hullámok kölcsönhatása tokamak plazmákban